AI技术助力开发超耐久碳捕捉混凝土

科学家利用人工智能开发出一种新型混凝土，不仅能耐久数百年，还能吸收大气中的二氧化碳，实现碳中和。美国南加州大学维特比工程学院的研究团队利用AI模型Allegro-FM，模拟数十亿原子的行为，突破了传统材料模拟的限制，为混凝土设计带来革命性进展。 该模型由计算机科学、物理和天文学教授Aiichiro Nakano与化学工程和材料科学教授Ken-Ichi Nomura等人共同开发。在洛杉矶去年的山火后，他们开始研究如何通过AI改进混凝土的性能。Allegro-FM的突破在于，它能模拟混凝土在制造过程中释放的二氧化碳，并将其重新封存进材料中，从而实现碳中和。 传统混凝土生产占全球二氧化碳排放的约8%，而现代混凝土平均寿命仅100年，罗马古混凝土却能维持两千多年。研究显示，通过AI模拟的碳化层可增强混凝土强度，使其更坚固耐用。Allegro-FM在Argonne国家实验室的Aurora超级计算机上模拟了超过40亿个原子，效率达到97.5%，比传统方法提升上千倍。 该模型覆盖89种化学元素，可预测从水泥化学到碳储存的各种分子行为，大幅减少实验成本和时间。Nakano表示，AI让研究人员不再需要从头推导复杂的量子力学公式，而是通过训练数据直接让模型运行，提高了效率。 这项研究已发表于《物理化学快报》，并作为封面文章展示。研究团队表示，未来将继续探索更复杂的混凝土结构，推动可持续建筑材料的发展。 业内人士认为，这一成果标志着AI在材料科学中的重要应用，为应对气候变化和提升建筑耐久性提供了新思路。南加州大学在AI与材料研究领域具有深厚积累，此次突破可能加速绿色建筑材料的商业化进程。