一座古老的玛雅城市似乎不太可能是人们进行专有化学品实验的地方。但科学家们认为，这正是科潘发生的事情。科潘是一个考古遗址，坐落在如今洪都拉斯西部山区雨林的山谷中。
根据历史记载，科潘的黄金时代始于公元427年，当时一位名叫亚克斯·库克·莫（Yax Kʼukʼ Moʼ）的国王从西北来到山谷。他的王朝建造了玛雅世界的一颗瑰宝，但在10世纪就将其废弃了，任由其庭院和广场被丛林吞噬。一千多年后，尽管科潘的建筑长期以来一直饱受热带阳光和湿气的炙烤，但它们却保存得异常完好。
秘密可能在于玛雅人用来覆盖科潘墙壁和天花板的灰浆。新的研究表明，当地树木树皮中的树脂，玛雅工匠将其混合到灰浆中，有助于加固其结构。无论是偶然还是有意为之，那些玛雅建造者创造出一种与珍珠母（软体动物壳的天然成分）相似的材料。
“我们终于揭开了古玛雅石匠的秘密，”西班牙格拉纳达大学的矿物学家、该论文的第一作者卡洛斯·罗德里格斯·纳瓦罗（Carlos Rodríguez Navarro）说。罗德里格斯·纳瓦罗和他的同事们今天在《科学进展》杂志上发表了他们的研究成果。
灰浆的制作方法相当简单。首先，使用碳酸盐岩石，如石灰石；将其加热到1000华氏度以上；然后与水混合，得到生石灰；最后，将混合物暴露在空气中与二氧化碳发生反应。最终的产品就是建筑师所说的石灰灰浆或石灰砂浆。
世界各地的文明都发现了这一过程，通常是独立发现的。例如，墨西哥和中美洲的美索美洲人在大约公元前1100年就学会了如何制作。虽然古代人发现它可用于覆盖表面或粘合砖块，但这种基本的石灰灰浆按现代标准来说并不特别耐用。
但是，正如一道菜在不同地方会有所不同一样，石灰灰浆的配方也因地而异。“有些比其他的效果更好，”马萨诸塞理工学院的材料科学家阿德米尔·马西奇（Admir Masic）说，他并未参与这项研究。专家们一致认为，玛雅的石灰灰浆是其中最好的之一。
罗德里格斯·纳瓦罗和他的同事们想知道原因。当他们用 X 射线和电子显微镜检查科潘墙壁和地板上的砖块大小的灰浆块时，他们发现了第一个线索。在一些碎片中，他们发现了碳水化合物等有机物的痕迹。
这让他们感到好奇，罗德里格斯·纳瓦罗说，因为它似乎证实了过去考古和文字记录的说法，即古玛雅石匠将植物物质混合到灰浆中。其他标准成分（石灰和水）无法解释复杂的碳链。
为了追踪这一线索，作者们决定自己制作这种历史悠久的灰浆。他们咨询了科潘附近的当地石匠和玛雅后裔。当地人向他们介绍了周围森林中生长的Chukum和Jiote树——具体来说，是从这些树的树皮中提取的树脂。
作者们测试了将树脂混合到灰浆中的反应。这不仅使材料更坚固，而且使灰浆不溶于水，这在一定程度上解释了科潘为何能在当地气候下保存得如此完好。
这种添加了植物的灰浆的微观结构与珍珠母或珍珠层相似：这是某些软体动物用来覆盖其外壳的虹彩物质。我们尚不完全了解软体动物如何制造珍珠母，但我们知道它由夹着弹性蛋白的晶体板组成。这种组合使海洋生物的外壳更坚固，并增强了它们抵抗海浪侵蚀的能力。
对古老灰浆样本和现代类似物的仔细研究表明，它们也具有岩石状方解石板和有机树脂材料的层，赋予了材料与珍珠母相同的韧性。“他们能够复制生物体所做的事情，”罗德里格斯·纳瓦罗说。
“这真的很令人兴奋，”马西奇说。“看起来它改善了（普通灰浆的）性能。”
现在，罗德里格斯·纳瓦罗和他的同事们正在尝试回答另一个问题：那些依赖砖石建筑的文明——从伊比利亚半岛到波斯，再到中国——是否也偶然发现了同样的秘密？例如，我们知道中国的石灰灰浆制作者会加入糯米汤以增加强度。
灰浆并非唯一一种被科学家重建的古老材料。马西奇和他的同事们发现，古罗马混凝土具有“自愈”能力。两千多年前，罗马帝国的建造者可能将生石灰添加到岩石骨料中，在材料内部产生了微观结构，当受到海水侵蚀时，这些结构有助于填补孔洞和裂缝。
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如果这种特性听起来很有用，现代工程师也是这么认为的。存在一个蓬勃发展的领域，致力于研究和重现过去的材料。考古遗址的现存建筑已经证明了它们能够经受时间的考验。此外，古人倾向于使用更可持续的方法，并且比工业化生产的同行消耗更少的燃料。
“玛雅人的论文……是这种（科学）方法的另一个绝佳范例，”马西奇说。
并非说玛雅灰浆将取代现代世界无处不在的混凝土——但科学家们表示，它可能在保护和升级工业化前建筑物的砖石结构方面发挥作用。一点植物树脂可以使结构寿命延长数个世纪。
