Un grup de cercetători de la USC Viterbi School of Engineering a dezvoltat, cu ajutorul inteligenței artificiale, un model revoluționar care proiectează un beton capabil să absoarbă dioxidul de carbon din atmosferă, să devină mai rezistent în timp și să dureze chiar și mii de ani, scrie earth.com.
Betonul se regăsește pretutindeni – susține autostrăzi, clădiri, locuințe, școli și birouri. Este durabil, rezistent la foc și esențial pentru infrastructura modernă. Totuși, are și un defect: este și un mare poluator. Producția de beton generează aproximativ 8% din emisiile globale de CO₂. Mai mult, betonul actual începe să se degradeze după doar 100 de ani.
Cercetătorii de la USC și-au propus să schimbe această realitate. Au creat un model bazat pe AI – numit Allegro-FM – care poate simula miliarde de atomi simultan, accelerând dezvoltarea unor materiale mai durabile și mai ecologice.
Beton care absoarbe CO₂ și rezistă la incendii
După incendiile din Los Angeles de la începutul acestui an, echipa de cercetători a început să se întrebe: dacă am putea folosi chiar betonul pentru a reabsorbi carbonul din atmosferă? Așa a luat naștere noul proiect de cercetare.
„Pur și simplu poți integra CO₂ în beton și astfel obții un material carbon-neutru,” explică profesorul Aiichiro Nakano, expert în informatică, fizică și biologie computațională la USC.
Procesul se bazează pe sechestrarea carbonului – captarea și stocarea dioxidului de carbon, ideal chiar în structura betonului. Asta nu e ușor, dar inteligența artificială face posibilă testarea rapidă a rețetelor chimice potrivite, fără a fi nevoie de ani de experimente fizice costisitoare.
Teste la scară atomică, realizate pe supercomputer
Folosind supercomputerul Aurora de la Argonne National Laboratory, modelul AI a reușit să simuleze peste 4 miliarde de atomi, cu o eficiență de 97,5%. Este de aproximativ 1.000 de ori mai mult decât puteau gestiona modelele anterioare.
„Betonul este un material extrem de complex, format din mai multe elemente și faze chimice. În trecut, nu aveam cum să simulăm comportamentul său în condiții reale. Acum, cu Allegro-FM, putem analiza atât proprietățile mecanice, cât și pe cele structurale,” spune profesorul Ken-Ichi Nomura, specialist în inginerie chimică și știința materialelor.
Modelul acoperă 89 de elemente chimice și permite simularea unor materiale adaptate la schimbările climatice și la condiții extreme, cum ar fi focul.
Beton mai „inteligent” și mai durabil
O altă descoperire promițătoare este că integrarea CO₂ în beton poate întări materialul, formând un strat de carbonat care îl face mai robust. Cercetătorii cred că în viitor am putea obține beton cu o durabilitate comparabilă cu cea a structurilor romane antice, care rezistă de peste 2.000 de ani.
„Prin inteligența artificială, înlocuim ani de calcule bazate pe mecanica cuantică cu modele care învață singure pe baza unor seturi de date. E mai rapid, mai eficient și mai scalabil,” explică profesorul Nomura.
Următorul pas: revoluția materialelor verzi
Echipa intenționează să continue cercetările, explorând forme și suprafețe mai complexe pentru viitorul beton „inteligent”.
„AI nu doar că ne ajută să înțelegem lumea la nivel atomic, ci ne oferă unelte concrete pentru a o reconstrui mai bine,” spun cercetătorii.
Studiul complet a fost publicat în revista The Journal of Physical Chemistry Letters.
Ştiri video recomandate
