洛杉磯野火啟發，AI 模型助力打造會「吃」二氧化碳的超強混凝土

2025-11-20 04:58:34 [廊坊市] 来源：傲世轻物网

想像在未來，建築物不僅能抵抗時間的考驗，還能主動對抗氣候變化？南加州大學（University of Southern California）的研究人員最近開發了一個名為 Allegro-FM 的強大人工智慧模型，能夠同時模擬超過 40 億個原子，這一突破性技術使得設計下一代混凝土成為可能，這種混凝土不僅能捕捉二氧化碳，還可能持續數世紀，甚至有望與古羅馬結構的耐久性相媲美。

南加州大學維特比工程學院（USC Viterbi School of Engineering）的科學家們介紹這一革命性的人工智慧模型，該模型能夠在模擬中同時處理數十億個原子，這為材料設計開啟新時代，讓在以往認為不可能的規模上進行發現成為現實。隨著氣候變化的加劇，乾旱、冰川融化以及日益嚴重的風暴和野火頻繁發生，二氧化碳的穩定釋放成為全球變暖的主要因素。

在目睹洛杉磯1月的毀滅性野火後，維特比工程學院教授中野愛一郎（Aiichiro Nakano）開始重新思考科學如何能夠提供幫助。他與長期研究合作夥伴化學工程與材料科學專家野村健一（Ken-Ichi Nomura）教授進行深入討論，最終促成Allegro-FM的誕生。這一先進的AI模擬平台在理論研究中顯示出一個驚人的可能性：透過將二氧化碳重新嵌入混凝土中，或許可以在混凝土生產過程中重新吸收釋放的二氧化碳。

中野教授表示：「你可以將二氧化碳放入混凝土中，這樣就能製造出碳中和的混凝土。」這一研究團隊還包括化學工程與材料科學教授Priya Vashishta和物理與天文學教授Rajiv Kalia，他們一直在研究二氧化碳捕集的過程，這是一個挑戰性的任務。

Allegro-FM的突破在於其可擴展性。傳統的分子模擬方法僅限於數千或數百萬個原子的系統，而Allegro-FM在美國阿根廷國家實驗室的Aurora超級電腦上模擬超過40億個原子時，顯示出97.5%的效率，這代表著其計算能力約為傳統方法的1,000倍。該模型涵蓋了89種化學元素，能夠預測從水泥化學到碳封存的分子行為。

混凝土是一種耐火材料，這使其在1月的野火後成為理想的建築選擇。然而，混凝土的生產也是二氧化碳的主要排放源，這在洛杉磯這樣的城市中尤為令人擔憂。Allegro-FM的模擬顯示，這種新型混凝土是碳中和的，成為比其他混凝土更好的選擇。

這一突破不僅解決了一個問題。現代混凝土的平均壽命約為100年，而古羅馬混凝土的壽命超過2,000年。中野教授指出：「如果你將二氧化碳放入混凝土中，所謂的『碳酸鹽層』會使其變得更堅固。」換句話說，Allegro-FM能夠模擬出一種碳中和的混凝土，這種混凝土的壽命也可能遠超現代混凝土的100年壽命。