A alta resistência das antigas muralhas da China foi fornecida pelo caldo de arroz, que os construtores adicionaram à argamassa de cal. Uma mistura contendo o carboidrato amilopectina pode ter sido o primeiro material composto orgânico-inorgânico do mundo.
Materiais compostos, ou compósitos – materiais sólidos multicomponentes que permitem combinar as propriedades úteis de seus componentes, já se tornaram indispensáveis \uXNUMXb\uXNUMXbpara a infraestrutura das comunidades humanas. A peculiaridade dos compósitos é que eles combinam elementos de reforço que fornecem as características mecânicas necessárias ao material e uma matriz ligante que garante o funcionamento conjunto dos elementos de reforço. Os materiais compósitos são utilizados na construção (concreto armado) e em motores de combustão interna (revestimentos em superfícies de fricção e pistões), na aviação e astronáutica, na fabricação de armaduras e hastes.
Mas quantos anos têm os compósitos e com que rapidez eles se tornaram eficazes? A primeira coisa que vem à mente são os tijolos primitivos feitos de barro, mas misturados com palha (que é apenas a “matriz de ligação”), usados no antigo Egito.
No entanto, embora esses designs fossem melhores do que as contrapartes não compostas modernas, eles ainda eram muito imperfeitos e, portanto, de curta duração. No entanto, a família dos “compósitos antigos” não se limita a isso. Cientistas chineses conseguiram descobrir que o segredo da antiga argamassa, que garante a resistência da Grande Muralha da China contra a pressão dos séculos, também está no campo da ciência dos materiais compósitos.
A tecnologia antiga era muito cara, mas eficaz.
A argamassa era feita com arroz doce, um alimento básico dos pratos asiáticos modernos. Um grupo do professor de físico-química Bingjiang Zhang descobriu que os construtores usavam uma argamassa pegajosa feita de arroz já há 1,5 anos. Para isso, misturava-se o caldo de arroz com os ingredientes habituais da solução – cal apagada (hidróxido de cálcio), obtida pela calcinação do calcário (carbonato de cálcio) a alta temperatura, seguida da hidratação do óxido de cálcio resultante (cal virgem) com água.
Talvez a argamassa de arroz tenha sido o primeiro material compósito completo do mundo que combinava componentes orgânicos e inorgânicos.
Era mais forte e resistente à chuva do que a argamassa de cal comum e foi certamente o maior avanço tecnológico de sua época. Foi usado apenas na construção de estruturas particularmente importantes: túmulos, pagodes e muralhas da cidade, alguns dos quais sobreviveram até hoje e resistiram a vários terremotos poderosos e tentativas de demolição de escavadeiras modernas.
Os cientistas conseguiram descobrir a "substância ativa" da solução de arroz. Acabou sendo amilopectina, um polissacarídeo que consiste em cadeias ramificadas de moléculas de glicose, um dos principais componentes do amido.
“Um estudo analítico mostrou que a argamassa na alvenaria antiga é um material composto orgânico-inorgânico. A composição foi determinada por calorimetria exploratória diferencial termogravimétrica (DSC), difração de raios X, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. Foi estabelecido que a amilopectina forma a microestrutura de uma mistura com um componente inorgânico, que fornece valiosas propriedades de construção da solução ”, dizem os pesquisadores chineses em um artigo.
Na Europa, eles observam, desde a época dos antigos romanos, a poeira vulcânica é usada para dar resistência à argamassa. Assim, conseguiram a estabilidade da solução à água – ela não se dissolveu nela, mas, ao contrário, apenas endureceu. Essa tecnologia foi difundida na Europa e na Ásia Ocidental, mas não foi usada na China, pois simplesmente não havia os materiais naturais necessários. Portanto, os construtores chineses saíram da situação desenvolvendo um suplemento orgânico à base de arroz.
Além do valor histórico, a descoberta também é importante em termos práticos. A preparação de quantidades de teste da argamassa mostrou que continua a ser o meio mais eficaz para a restauração de edifícios antigos, onde muitas vezes é necessário substituir o material de ligação em tijolo ou alvenaria.