埃及的金字塔、埃及的競技場羅馬， 這中國長城- 這只是數千年來屹立不倒的世界奇觀中的一小部分。在我們都死了並被埋葬之後，它們可能會留下很長一段時間。
然而，如果你漫步在世界上任何一個主要城市，你會看到數十座即將竣工的建築，而其中的一些建築師仍然活著。構成我們大部分現代建築的混凝土的使用壽命只有 50 到 100 年。
那麼為什麼過去的人類似乎比我們更擅長建造持久的東西呢？
世界各地的研究人員一直試圖透過回顧遙遠的過去來回答這個問題，從中學習教訓，幫助我們建立更好的未來。
越來越多的科學家一直在研究來自很久以前的時代的材料——砍掉大塊的建築物，研究歷史文獻，混合模仿的食譜——希望揭示它們是如何保存了數千年的。
他們的發現令人驚訝：在舊建築材料中發現了各種各樣的成分，例如樹皮、火山灰、大米、啤酒甚至尿液。
儘管看起來很有趣，但這些意想不到的添加物可能是古代紀念碑長壽的關鍵，使它們能夠隨著時間的推移而變得更加堅固，甚至在形成時「治癒」裂縫。
這項研究對未來建築的影響可能是巨大的，特別是隨著要求建築變得越來越多的呼聲越來越高更永續和生態友好。
一個最近的一份報告據估計，建築環境排放量佔全球二氧化碳排放量的三分之一以上，其中水泥生產排放量佔其中的 7% 以上。
文化遺產保護者卡洛斯·羅德里格斯·納瓦羅(Carlos Rodriguez-Navarro) 表示：「如果您透過使用…瑪雅人或古代中國人的傳統配方來改善材料的性能，您就可以以更加可持續的方式生產出可用於現代建築的材料。
思考羅馬帝國（及其具體）
許多研究人員向羅馬人尋求靈感。羅馬帝國的建築師在公元前 200 年左右開始建造令人印象深刻的混凝土結構，其中許多都經受住了時間的考驗。
想想萬神殿雄偉的圓頂，它仍然是世界上最大的無筋混凝土圓頂；或至今仍在輸水的堅固的羅馬渡槽。
加拿大維多利亞大學的考古學家約翰·奧爾森 (John Oleson) 表示，即使在海水長期侵蝕建築物的港口，你也會發現混凝土「基本上還是 2000 年前澆築時的樣子」。
羅馬建築和現代建築之間的差異在於它們所使用的混凝土成分。
大多數現代混凝土都是從波特蘭水泥開始的，這是一種通過將石灰石和粘土加熱至超高溫並研磨而製成的粉末。然後將水泥與水混合，形成具有化學反應性的糊狀物。添加不同材料的塊，例如岩石或礫石，然後水泥漿將它們黏合成混凝土塊。
古代記錄顯示，羅馬製造混凝土的過程是相似的——建築者將燒焦的石灰石和火山沙等材料與水和礫石混合，產生化學反應，將它們粘合在一起。
但羅馬混凝土有一個獨特的特性：它可以隨著時間的推移而自我修復。
科學家們正在開始尋找這一切如何可能的線索——答案將解釋羅馬混凝土如何能夠保存數千年。
聰明的混凝土
一個最近的研究麻省理工學院 (MIT) 的研究發現，添加到羅馬混凝土中的石灰塊可以增強該材料的「自我修復」能力。此前，科學家認為這些鑲嵌在羅馬混凝土中的大塊表明羅馬人沒有充分混合他們的材料。
領導這項研究的麻省理工學院土木和環境工程師阿德米爾·馬西奇解釋說，當羅馬混凝土中形成裂縫時，水會滲入混合物中並激活剩餘的石灰袋，產生新的化學反應，可以填充受損部分。
另一種理論，由猶他大學的研究人員，是羅馬人混合到混凝土中的特定火山材料正在幫助其自我修復。
猶他州報告的作者之一、地質學家瑪麗傑克森表示，建築商在火山爆發後收集的自然反應火山岩會隨著時間的推移與元素相互作用，幫助混凝土密封可能出現的任何裂縫。
傑克森說，隨著時間的推移不斷適應的能力「確實是材料的天才」。 “混凝土設計得非常好，可以自我維持。”
瑪雅秘密成分：叢林汁
在宏都拉斯的瑪雅遺址科潘，複雜的石灰雕塑和寺廟即使暴露在炎熱潮濕的環境中 1000 多年也仍然完好無損。最近的研究表明，這些結構長壽的秘密可能在於它們周圍生長的樹木。
研究人員會見了洪都拉斯當地的石匠，他們的血統可以追溯到瑪雅建築商——他們建議在石灰混合物中使用當地楚庫姆樹和吉奧特樹的提取物。
因此，科學家們嘗試了這個配方：他們收集樹皮，將大塊放入水中，然後將所得的樹「汁」加入材料中。他們發現他們製作的石膏對於物理和化學損傷特別耐用。
仔細觀察後，研究人員發現，樹汁中的一些有機物質融入了石膏的分子結構中，模仿了貝殼和海膽刺等天然物質。
其他研究發現，古代結構中混入了大量不同的天然材料，包括水果萃取物、牛奶、乳酪凝乳、啤酒和體液。支撐中國長城和紫禁城的灰漿包括糯米中的微量澱粉。
適者生存
如果這聽起來很隨機，那是因為其中許多很可能都是隨機的。英國謝菲爾德大學的材料科學家塞西莉亞·佩斯表示，古代建築商會在他們的混合物中加入任何東西，只要價格便宜且可用。
「他們會把各種各樣的東西投入建設，」佩斯說。 「現在，我們只剩下倖存的建築物了。所以這就像一個自然選擇的過程。
但有些材料似乎是有意為之的——例如在印度，建築商將當地材料混合在一起，根據自己的需求生產不同的房產。
印度韋洛爾理工學院土木工程師兼教授 Thirumalini Selvaraj 發現，在印度潮濕地區，建築商使用當地草藥來幫助建築物應對濕氣。在沿海地區，他們添加了粗糖，一種未精製的糖，可以幫助防止鹽害。而在地震風險較高的地區，他們使用了由稻殼製成的超輕「浮磚」。
「他們了解這個地區，他們了解土壤狀況，他們了解氣候，」塞爾瓦拉吉說。 “所以他們根據這個設計了一種材料。”
在羅馬時，像羅馬人一樣建造？
今天的建築商不能只是照搬古代的食譜。儘管羅馬混凝土可以使用很長時間，但它無法承受重載：「你無法用羅馬混凝土建造現代摩天大樓，」奧爾森說。 “當你到達第三層時，它就會倒塌。”
但研究人員正在嘗試將一些古代建築技術轉化為我們的現代建築語言，將一些古代材料的特性添加到現代混合物中。
Masic 是一家新創公司的一部分，該公司旨在使用羅馬風格的「自癒」混凝土建造新項目。傑克森正在與陸軍工程兵團合作，設計能夠在海水中生存的混凝土結構（就像羅馬港口的結構），以保護海岸線免受海平面上升的影響。
馬西克表示，我們的建築不需要像羅馬人一樣持續數千年。但透過將現代混凝土的使用壽命延長 50 或 100 年，“從長遠來看，我們將需要更少的拆除、更少的維護和更少的材料。”
