Την υψηλή αντοχή των αρχαίων τειχών της Κίνας εξασφάλιζε ο ζωμός ρυζιού, τον οποίο οι οικοδόμοι πρόσθεσαν στο ασβεστοκονίαμα. Ένα μείγμα που περιέχει τον υδατάνθρακα αμυλοπηκτίνη μπορεί να ήταν το πρώτο οργανικό-ανόργανο σύνθετο υλικό στον κόσμο.
Τα σύνθετα υλικά ή σύνθετα υλικά – στερεά υλικά πολλαπλών συστατικών που σας επιτρέπουν να συνδυάσετε τις χρήσιμες ιδιότητες των συστατικών τους, έχουν ήδη γίνει απαραίτητα για την υποδομή των ανθρώπινων κοινοτήτων. Η ιδιαιτερότητα των σύνθετων υλικών είναι ότι συνδυάζουν ενισχυτικά στοιχεία που παρέχουν τα απαραίτητα μηχανικά χαρακτηριστικά του υλικού και μια συνδετική μήτρα που εξασφαλίζει την κοινή λειτουργία των ενισχυτικών στοιχείων. Τα σύνθετα υλικά χρησιμοποιούνται στις κατασκευές (οπλισμένο σκυρόδεμα) και σε κινητήρες εσωτερικής καύσης (επικαλύψεις σε επιφάνειες τριβής και έμβολα), στην αεροπορία και την αστροναυτική, στην κατασκευή τεθωρακισμένων και ράβδων.
Πόσο παλιά είναι όμως τα σύνθετα υλικά και πόσο γρήγορα έχουν γίνει αποτελεσματικά; Το πρώτο πράγμα που έρχεται στο μυαλό είναι τα πρωτόγονα τούβλα από πηλό, αλλά ανακατεμένα με άχυρο (το οποίο είναι απλώς η «μήτρα συγκόλλησης»), που χρησιμοποιούνται στην αρχαία Αίγυπτο.
Ωστόσο, αν και αυτά τα σχέδια ήταν καλύτερα από τα σύγχρονα μη σύνθετα αντίστοιχα, εξακολουθούσαν να είναι πολύ ατελή και επομένως βραχύβια. Ωστόσο, η οικογένεια των «αρχαίων σύνθετων υλικών» δεν περιορίζεται σε αυτό. Κινέζοι επιστήμονες κατάφεραν να ανακαλύψουν ότι το μυστικό του αρχαίου κονιάματος, που εξασφαλίζει την αντοχή του Σινικού Τείχους της Κίνας έναντι της πίεσης αιώνων, βρίσκεται και στον τομέα της επιστήμης των σύνθετων υλικών.
Η αρχαία τεχνολογία ήταν πολύ ακριβή, αλλά αποτελεσματική.
Το γουδί παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας γλυκό ρύζι, βασικό στοιχείο των σύγχρονων ασιατικών πιάτων. Μια ομάδα καθηγητή φυσικής χημείας Bingjiang Zhang διαπίστωσε ότι οι οικοδόμοι χρησιμοποιούσαν ένα κολλώδες γουδί φτιαγμένο από ρύζι ήδη πριν από 1,5 χρόνο. Για να γίνει αυτό, ο ζωμός ρυζιού αναμειγνύεται με τα συνήθη συστατικά του διαλύματος - σβησμένο ασβέστη (υδροξείδιο του ασβεστίου), που λαμβάνεται με φρύξη ασβεστόλιθου (ανθρακικό ασβέστιο) σε υψηλή θερμοκρασία, ακολουθούμενο από σβήσιμο του προκύπτοντος οξειδίου του ασβεστίου (ταχυάσβεστο) με νερό.
Ίσως το ρυζοκονίαμα ήταν το πρώτο ολοκληρωμένο σύνθετο υλικό στον κόσμο που συνδύαζε οργανικά και ανόργανα συστατικά.
Ήταν πιο δυνατό και πιο ανθεκτικό στη βροχή από το συνηθισμένο ασβεστοκονίαμα και ήταν σίγουρα η μεγαλύτερη τεχνολογική ανακάλυψη της εποχής του. Χρησιμοποιήθηκε μόνο για την κατασκευή ιδιαίτερα σημαντικών κατασκευών: τάφων, παγόδες και τείχη πόλεων, μερικά από τα οποία έχουν επιβιώσει μέχρι σήμερα και έχουν αντέξει αρκετούς ισχυρούς σεισμούς και απόπειρες κατεδάφισης από σύγχρονες μπουλντόζες.
Οι επιστήμονες κατάφεραν να ανακαλύψουν τη «δραστική ουσία» του διαλύματος ρυζιού. Αποδείχθηκε ότι ήταν η αμυλοπηκτίνη, ένας πολυσακχαρίτης που αποτελείται από διακλαδισμένες αλυσίδες μορίων γλυκόζης, ένα από τα κύρια συστατικά του αμύλου.
«Μια αναλυτική μελέτη έδειξε ότι το κονίαμα στην αρχαία τοιχοποιία είναι ένα οργανικό-ανόργανο σύνθετο υλικό. Η σύνθεση προσδιορίστηκε με θερμιδομετρία διαφορικής σάρωσης (DSC), περίθλαση ακτίνων Χ, υπέρυθρη φασματοσκοπία μετασχηματισμού Fourier και ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης. Έχει διαπιστωθεί ότι η αμυλοπηκτίνη σχηματίζει τη μικροδομή ενός μείγματος με ένα ανόργανο συστατικό, το οποίο παρέχει πολύτιμες δομικές ιδιότητες του διαλύματος», λένε οι Κινέζοι ερευνητές σε άρθρο τους.
Στην Ευρώπη, σημειώνουν, από την εποχή των αρχαίων Ρωμαίων, η ηφαιστειακή σκόνη χρησιμοποιήθηκε για να προσθέσει αντοχή στο κονίαμα. Έτσι, πέτυχαν τη σταθερότητα του διαλύματος στο νερό - δεν διαλύθηκε σε αυτό, αλλά, αντίθετα, μόνο σκλήρυνε. Αυτή η τεχνολογία ήταν ευρέως διαδεδομένη στην Ευρώπη και τη Δυτική Ασία, αλλά δεν χρησιμοποιήθηκε στην Κίνα, αφού απλά δεν υπήρχαν τα απαραίτητα φυσικά υλικά. Ως εκ τούτου, οι Κινέζοι κατασκευαστές βγήκαν από την κατάσταση αναπτύσσοντας ένα βιολογικό συμπλήρωμα με βάση το ρύζι.
Εκτός από την ιστορική αξία, η ανακάλυψη είναι σημαντική και από πρακτική άποψη. Η προετοιμασία των δοκιμαστικών ποσοτήτων του κονιάματος έδειξε ότι παραμένει το πιο αποτελεσματικό μέσο για την αποκατάσταση αρχαίων κτιρίων, όπου συχνά απαιτείται η αντικατάσταση του συνδετικού υλικού σε τούβλο ή τοιχοποιία.