Разработан технологичный способ создания стройматериалов будущего24.07.2025 11:31

Вообразите ситуацию, при которой бетон и другие строительные материалы могут не только противостоять разрушению временем и природными катаклизмами, но и восстанавливаться самостоятельно или поглощать углекислый газ прямо из воздуха. Ученые из Университета Южной Калифорнии создали инновационную нейросеть, способную моделировать поведение миллиардов атомов. Это открывает совершенно новые горизонты в проектировании и изучении свойств строительных материалов, пишет ScienceDaily.

Текущее состояние мирового климата — катастрофическое. Суровые засухи, таяние льдов и все более мощные природные катастрофы ежегодно наносят огромный ущерб человечеству. Одной из главных причин изменений климата считается накопление углекислого газа в атмосфере планеты.

Размышляя над последствиями январского лесного пожара в окрестностях Лос-Анджелеса, Аиичиро Накано, специалист по информационным технологиям, физике и астрономии университета, решил обратиться к своему коллеге и постоянному партнеру Кен-Ичи Номуре, известному химику-технологу, сотрудничающему с ним больше двух десятилетий. Обсуждения вдохновили экспертов разработать проект под названием Allegro-FM — модель, основанную на алгоритмах машинного обучения. Она позволила сделать удивительный вывод: оказывается, можно захватывать углекислый газ, выделенный при производстве бетона, и снова включать его обратно в состав самого материала.

Вместе с коллегами специалисты исследуют процесс секвестрации углекислоты, иными словами — повторный сбор и удерживание углекислого газа. Моделирование процессов, происходящих внутри материала, позволит предварительно испытывать различные формулы состава бетона в виртуальной среде перед проведением дорогих испытаний в реальных условиях. Такой подход значительно ускорит создание экологически чистого стройматериала, превращающего обычный цемент в источник и хранителя углерода (ныне производство бетона составляет почти 8% всех выбросов СО₂ на планете).

Главное преимущество новой разработки — возможность масштабирования модели. Если раньше стандартные методики позволяли симулировать системы лишь из миллионов атомов, Allegro-FM способна успешно обрабатывать больше 4 миллиардов атомов на суперкомпьютерах уровня Argonne National Laboratory, демонстрируя производительность, превышающую традиционные подходы в тысячу раз.

Allegro-FM поддерживает работу с 89 различными элементами таблицы Менделеева. Нейросеть способна предсказывать свойства молекул для широкого спектра применений — от науки о бетоне до технологий связывания углерода.

Ранее Hi-Tech Mail рассказал, как уши слонов вдохновили ученых на создание энергоэффективных зданий.