Darparwyd cryfder uchel waliau hynafol Tsieina gan broth reis, a ychwanegodd yr adeiladwyr at y morter calch. Mae'n bosibl mai cymysgedd sy'n cynnwys yr amylopectin carbohydrad oedd y deunydd cyfansawdd organig-anorganig cyntaf yn y byd.
Mae deunyddiau cyfansawdd, neu ddeunyddiau cyfansawdd - deunyddiau solet aml-gydran sy'n eich galluogi i gyfuno priodweddau defnyddiol eu cydrannau, eisoes wedi dod yn anhepgor ar gyfer seilwaith cymunedau dynol. Hynodrwydd cyfansoddion yw eu bod yn cyfuno elfennau atgyfnerthu sy'n darparu nodweddion mecanyddol angenrheidiol y deunydd, a matrics rhwymwr sy'n sicrhau gweithrediad yr elfennau atgyfnerthu ar y cyd. Defnyddir deunyddiau cyfansawdd mewn adeiladu (concrit wedi'i atgyfnerthu) ac mewn peiriannau tanio mewnol (haenau ar arwynebau ffrithiant a phistonau), mewn awyrennau a gofodwyr, wrth gynhyrchu arfwisg a gwiail.
Ond pa mor hen yw cyfansoddion a pha mor gyflym y maent wedi dod yn effeithiol? Y peth cyntaf sy'n dod i'r meddwl yw brics cyntefig wedi'u gwneud o glai, ond wedi'u cymysgu â gwellt (sef y “matrics bondio”) a ddefnyddiwyd yn yr hen Aifft.
Fodd bynnag, er bod y dyluniadau hyn yn well na'u cymheiriaid modern nad oeddent yn gyfansawdd, roeddent yn dal i fod yn amherffaith iawn ac felly'n fyrhoedlog. Fodd bynnag, nid yw'r teulu o "gyfansoddion hynafol" yn gyfyngedig i hyn. Llwyddodd gwyddonwyr Tsieineaidd i ddarganfod bod cyfrinach y morter hynafol, sy'n sicrhau cryfder Wal Fawr Tsieina yn erbyn pwysau canrifoedd, hefyd yn gorwedd ym maes gwyddoniaeth deunyddiau cyfansawdd.
Roedd y dechnoleg hynafol yn ddrud iawn, ond yn effeithiol.
Roedd morter yn cael ei wneud gan ddefnyddio reis melys, sy'n stwffwl o brydau Asiaidd modern. Canfu grŵp o athro cemeg ffisegol Bingjiang Zhang fod adeiladwyr yn defnyddio morter gludiog wedi'i wneud o reis mor gynnar â 1,5 mlynedd yn ôl. I wneud hyn, cymysgwyd cawl reis â'r cynhwysion arferol ar gyfer yr hydoddiant - calch tawdd (calsiwm hydrocsid), a gafwyd trwy galchynnu calchfaen (calsiwm carbonad) ar dymheredd uchel, ac yna toddi'r calsiwm ocsid (calch cyflym) â dŵr.
Efallai mai morter reis oedd y deunydd cyfansawdd cyflawn cyntaf yn y byd a oedd yn cyfuno cydrannau organig ac anorganig.
Roedd yn gryfach ac yn fwy gwrthsefyll glaw na morter calch cyffredin ac yn sicr dyma ddatblygiad technolegol mwyaf ei gyfnod. Fe'i defnyddiwyd yn unig wrth adeiladu strwythurau arbennig o bwysig: beddrodau, pagodas a waliau dinasoedd, y mae rhai ohonynt wedi goroesi hyd heddiw ac yn gwrthsefyll sawl daeargryn pwerus ac ymdrechion dymchwel gan deirw dur modern.
Llwyddodd gwyddonwyr i ddarganfod “sylwedd gweithredol” yr hydoddiant reis. Trodd allan i fod amylopectin, polysacarid sy'n cynnwys cadwyni canghennog o moleciwlau glwcos, un o brif gydrannau startsh.
“Mae astudiaeth ddadansoddol wedi dangos bod y morter mewn gwaith maen hynafol yn ddeunydd cyfansawdd organig-anorganig. Penderfynwyd ar y cyfansoddiad gan galorimetreg sganio gwahaniaethol thermogravimetric (DSC), diffreithiant pelydr-X, sbectrosgopeg isgoch trawsnewid Fourier a microsgopeg electronau sganio. Mae wedi'i sefydlu bod amylopectin yn ffurfio microstrwythur cymysgedd â chydran anorganig, sy'n darparu eiddo adeiladu gwerthfawr o'r datrysiad,” meddai'r ymchwilwyr Tsieineaidd mewn erthygl.
Yn Ewrop, maent yn nodi, ers amser y Rhufeiniaid hynafol, mae llwch folcanig wedi'i ddefnyddio i ychwanegu cryfder at forter. Felly, maent yn cyflawni sefydlogrwydd yr hydoddiant i ddŵr - nid oedd yn hydoddi ynddo, ond, i'r gwrthwyneb, dim ond caledu. Roedd y dechnoleg hon yn eang yn Ewrop a Gorllewin Asia, ond ni chafodd ei defnyddio yn Tsieina, gan nad oedd y deunyddiau naturiol angenrheidiol ar gael. Felly, daeth adeiladwyr Tsieineaidd allan o'r sefyllfa trwy ddatblygu atodiad organig yn seiliedig ar reis.
Yn ogystal â gwerth hanesyddol, mae'r darganfyddiad hefyd yn bwysig yn ymarferol. Dangosodd paratoi meintiau prawf o'r morter mai dyma'r dull mwyaf effeithiol o hyd ar gyfer adfer adeiladau hynafol, lle mae angen ailosod y deunydd cysylltu mewn brics neu waith maen yn aml.