ჩინეთის უძველესი კედლების მაღალ სიმტკიცეს უზრუნველყო ბრინჯის ბულიონი, რომელიც მშენებლებმა დაამატეს კირის ხსნარში. ნახშირწყლების ამილოპექტინის შემცველი ნარევი შესაძლოა ყოფილიყო მსოფლიოში პირველი ორგანულ-არაორგანული კომპოზიციური მასალა.
კომპოზიტური მასალები, ან კომპოზიტები - მრავალკომპონენტიანი მყარი მასალები, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ მათი კომპონენტების სასარგებლო თვისებები, უკვე შეუცვლელი გახდა ადამიანური თემების ინფრასტრუქტურისთვის. კომპოზიტების თავისებურება ის არის, რომ ისინი აერთიანებენ გამაძლიერებელ ელემენტებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ მასალის აუცილებელ მექანიკურ მახასიათებლებს და შემკვრელის მატრიცას, რომელიც უზრუნველყოფს გამაგრების ელემენტების ერთობლივ მუშაობას. კომპოზიტური მასალები გამოიყენება მშენებლობაში (რკინაბეტონი) და შიგაწვის ძრავებში (საფარები ხახუნის ზედაპირებზე და დგუშებზე), ავიაციასა და ასტრონავტიკაში, ჯავშანტექნიკის და ღეროების წარმოებაში.
მაგრამ რამდენი წლისაა კომპოზიტები და რამდენად სწრაფად გახდა ისინი ეფექტური? პირველი, რაც მახსენდება, არის თიხისგან დამზადებული პრიმიტიული აგური, რომელიც შერეულია ჩალისგან (რომელიც მხოლოდ „შემაკავშირებელი მატრიცაა“), რომელსაც იყენებდნენ ძველ ეგვიპტეში.
თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ეს დიზაინი უკეთესი იყო, ვიდრე თანამედროვე არაკომპოზიტური კოლეგები, ისინი მაინც ძალიან არასრულყოფილი და, შესაბამისად, ხანმოკლე იყო. თუმცა, "ძველი კომპოზიტების" ოჯახი ამით არ შემოიფარგლება. ჩინელმა მეცნიერებმა შეძლეს გაარკვიონ, რომ უძველესი ნაღმტყორცნების საიდუმლო, რომელიც უზრუნველყოფს ჩინეთის დიდი კედლის სიმტკიცეს საუკუნეების ზეწოლის წინააღმდეგ, ასევე მდგომარეობს კომპოზიტური მასალების მეცნიერების სფეროში.
უძველესი ტექნოლოგია იყო ძალიან ძვირი, მაგრამ ეფექტური.
ნაღმტყორცნები მზადდებოდა ტკბილი ბრინჯის გამოყენებით, თანამედროვე აზიური კერძების ძირითადი ნაწილი. ფიზიკური ქიმიის პროფესორის ჯგუფმა ბინგჯიანგ ჟანგმა აღმოაჩინა, რომ მშენებლები იყენებდნენ ბრინჯისგან დამზადებულ წებოვან ხსნარს ჯერ კიდევ 1,5 წლის წინ. ამისთვის ბრინჯის ბულიონს ურევენ ხსნარისთვის ჩვეულ ინგრედიენტებს - ჩამქრალ ცაცხვს (კალციუმის ჰიდროქსიდი), მიღებულ იქნა კირქვის (კალციუმის კარბონატის) მაღალ ტემპერატურაზე კალცინით, რასაც მოჰყვა მიღებული კალციუმის ოქსიდის (სწრაფი ცაცხვი) წყლით ჩაქრობა.
შესაძლოა ბრინჯის ხსნარი იყო მსოფლიოში პირველი სრული კომპოზიტური მასალა, რომელიც აერთიანებდა ორგანულ და არაორგანულ კომპონენტებს.
ის უფრო ძლიერი და მდგრადი იყო წვიმის მიმართ, ვიდრე ჩვეულებრივი კირის ხსნარი და, რა თქმა უნდა, იყო თავისი დროის უდიდესი ტექნოლოგიური მიღწევა. იგი გამოიყენებოდა მხოლოდ განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ნაგებობების მშენებლობაში: სამარხები, პაგოდები და ქალაქის კედლები, რომელთაგან ზოგიერთი დღემდე შემორჩა და გაუძლო რამდენიმე ძლიერ მიწისძვრას და დანგრევის მცდელობებს თანამედროვე ბულდოზერების მიერ.
მეცნიერებმა ბრინჯის ხსნარის "აქტიური ნივთიერების" გარკვევა მოახერხეს. აღმოჩნდა, რომ ეს იყო ამილოპექტინი, პოლისაქარიდი, რომელიც შედგება გლუკოზის მოლეკულების განშტოებული ჯაჭვებისაგან, სახამებლის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტისგან.
„ანალიტიკურმა კვლევამ აჩვენა, რომ ძველ ქვისა ნაღმტყორცნები ორგანულ-არაორგანული კომპოზიციური მასალაა. შემადგენლობა განისაზღვრა თერმოგრავიმეტრული დიფერენციალური სკანირების კალორიმეტრიით (DSC), რენტგენის დიფრაქციით, ფურიეს ტრანსფორმაციის ინფრაწითელი სპექტროსკოპიით და სკანირების ელექტრონული მიკროსკოპით. დადგენილია, რომ ამილოპექტინი აყალიბებს ნარევის მიკროსტრუქტურას არაორგანული კომპონენტით, რაც უზრუნველყოფს ხსნარის ღირებულ სამშენებლო თვისებებს“, - აცხადებენ ჩინელი მკვლევარები სტატიაში.
ევროპაში, ისინი აღნიშნავენ, რომ ძველი რომაელების დროიდან მოყოლებული, ვულკანური მტვერი გამოიყენება ნაღმტყორცნების სიმტკიცის დასამატებლად. ამრიგად, მათ მიაღწიეს წყლის ხსნარის სტაბილურობას - ის მასში არ იხსნება, პირიქით, მხოლოდ გამაგრდა. ეს ტექნოლოგია ფართოდ იყო გავრცელებული ევროპასა და დასავლეთ აზიაში, მაგრამ არ გამოიყენებოდა ჩინეთში, რადგან უბრალოდ არ იყო საჭირო ბუნებრივი მასალები. ამიტომ, ჩინელი მშენებლები გამოვიდნენ სიტუაციიდან ორგანული ბრინჯის დაფუძნებული დანამატის შემუშავებით.
გარდა ისტორიული ღირებულებისა, აღმოჩენა მნიშვნელოვანია პრაქტიკული თვალსაზრისითაც. ნაღმტყორცნების საცდელი რაოდენობით მომზადებამ აჩვენა, რომ ის რჩება ყველაზე ეფექტურ საშუალებად უძველესი ნაგებობების აღდგენისთვის, სადაც ხშირად საჭიროა შემაერთებელი მასალის შეცვლა აგურით ან ქვისაგან.