AI vasitəsilə karbon-neutrallı betonun mümkünlüyü sübut edildi

Ev və körpülərimizdəki betonun təkcə zamanın və təbii fəlakətlərin təsirlərinə dözə bilməsi deyil, həmçinin öz-özünü bərpa etməsi və ya atmosferdən karbon qazını tutması təsəvvür edin. USC Viterbi Mühəndislik Məktəbinin tədqiqatçıları milyardlarla atomu eyni anda simulyasiya edə bilən inqilabi süni intellekt modeli hazırlayıblar. Bu, materialların dizaynı və kəşfi üçün yeni imkanlar açır. Onların işi "The Journal of Physical Chemistry Letters" jurnalında dərc olunub və jurnalın üz qabığında yer alıb.

İqlim dəyişikliyinin yaratdığı qlobal problemlər hər il daha çox hiss olunur. Quraqlıqlar, ərimiş buzlaqlar və dağıdıcı fırtınalar planetimizi məhv etməyə davam edir. Bu problemlərin əsas səbəblərindən biri atmosferə karbon qazı buraxılmasıdır. USC Viterbi professoru Aiichiro Nakano, Los-Ancelesdəki yanvar ayı yanğınlarından sonra bu problemləri düşünərək, uzunmüddətli həmkarı Ken-Ichi Nomura ilə əlaqə saxladı. Onların birgə müzakirələri yeni bir layihənin başlanğıcına səbəb oldu: Allegro-FM adlı süni intellektə əsaslanan simulyasiya modeli.

Allegro-FM modeli beton istehsalı zamanı buraxılan karbon qazını yenidən betona daxil edərək karbon-neutrallı beton əldə etməyin mümkün olduğunu nəzəri cəhətdən sübut etdi. Nakano bu barədə belə deyib: "Karbon qazını sadəcə betonun içinə yerləşdirə bilərsiniz və bu, karbon-neutrallı beton yaradır." Bu yanaşma hazırda qlobal karbon qazı emissiyalarının təxminən 8%-nə səbəb olan beton istehsalını daha ekoloji cəhətdən dayanıqlı edə bilər.

Layihənin əsas nailiyyətlərindən biri modelin miqyaslanma qabiliyyətidir. Ənənəvi molekulyar simulyasiya üsulları minlərlə və ya milyonlarla atom sistemləri ilə məhdudlaşsa da, Allegro-FM ABŞ-ın Argonne Milli Laboratoriyasındakı Aurora superkompüterində dörd milyarddan çox atomu 97,5% effektivliklə simulyasiya edə bilib. Bu, mövcud yanaşmalardan təxminən 1000 dəfə daha böyük hesablama imkanlarını təmsil edir.

Model 89 kimyəvi elementi əhatə edir və sement kimyası və karbon saxlanması kimi tətbiqlər üçün molekulyar davranışı proqnozlaşdıra bilir. Nomura bildirib ki, "Beton çox mürəkkəb bir materialdır. Bir çox elementdən və müxtəlif fazalardan ibarətdir. Ənənəvi olaraq beton materiallarla bağlı hadisələri simulyasiya etmək üçün bir yolumuz yox idi. Lakin indi Allegro-FM-dən istifadə edərək mexaniki və struktur xüsusiyyətləri simulyasiya edə bilərik."

Bu modelin tətbiqi yalnız karbon emissiyalarını azaltmaqla məhdudlaşmır. Allegro-FM həm də betonun davamlılığını artırmağa kömək edə bilər. Nakano qeyd edib ki, karbon qazını betonun tərkibinə daxil etmək onun daha möhkəm olmasına səbəb olur. Bu, betonun orta ömrünü 100 ildən daha çox uzada bilər.

Tədqiqatçılar Allegro-FM ilə işlərini davam etdirmək niyyətindədirlər. Nomura bildirib: "Biz bu beton araşdırmasını daha mürəkkəb quruluşlar və səthlər üzərində davam etdirəcəyik." Bu model karbon-neutrallı beton istehsalını daha əlçatan və geniş yayılmış edə bilər.