IT之家 7 月 20 日消息，美國華盛頓大學與微軟公司聯合研發出一種新型低碳混凝土，其關鍵成分是海藻粉末。這一創新成果為建筑行業的可持續發展提供了新的思路，有望顯著降低混凝土生產過程中的碳排放。

據IT之家了解，傳統水泥是混凝土中的關鍵粘合劑，但同時也是全球污染最嚴重的材料之一。水泥生產過程中產生的二氧化碳排放量占全球總排放量的近 10%，主要來源于化石燃料的使用以及一種名為煅燒的碳釋放化學過程。每生產一公斤水泥，幾乎會釋放一公斤二氧化碳。相比之下，海藻在生長過程中能夠吸收二氧化碳，具有成為水泥替代添加劑的巨大潛力。

華盛頓大學材料科學與工程系助理教授 Eleftheria Roumeli 表示：“水泥無處不在，它是現代基礎設施的基石，但其生產過程對氣候造成了巨大影響。我們的研究令人興奮之處在于，我們展示了如何將一種豐富且具有光合作用的綠色海藻融入水泥中，以減少碳排放，同時無需復雜的處理過程或犧牲材料性能。”

在傳統混凝土研發中，確定最佳成分組合通常需要數年的反復試驗，因為每種混凝土樣本都需要數周時間固化后才能進行測試。為突破這一瓶頸，研究團隊開發了一種定制的機器學習模型，該模型能夠預測最佳的海藻與水泥混合比例。通過將測試結果反饋到系統中，團隊僅用 28 天就優化了配方，而 Roumeli 估計，如果沒有機器學習的幫助，這一過程可能需要長達五年。

“機器學習在幫助我們大幅縮短研發過程方面發揮了關鍵作用，尤其是在我們引入一種全新的材料到水泥中時，這一點尤為重要。” Roumeli 說。

與其他需要復雜處理或制造步驟的水泥添加劑不同，綠色海藻可以直接以干燥粉末的形式使用，無需昂貴的加工過程。這使得其成為全球范圍內擴大低碳混凝土生產的特別可行的選擇。通過將這種天然材料與機器學習相結合，研究人員設想了一個系統，生產商可以快速開發出根據當地資源和環境條件定制的水泥配方，無論是不同的藻類品種、食物殘渣還是其他生物基添加劑。

目前，該團隊正致力于探索不同海藻成分和結構對水泥性能的影響。他們的更廣泛目標是將這種方法擴展到其他藻類品種甚至食物殘渣，使全球生產商能夠開發出本地化的、可持續的水泥替代品，同時利用機器學習加速優化過程。

“通過將藻類等天然材料與現代數據工具相結合，我們能夠實現本地化生產，減少碳排放，并更快地邁向綠色基礎設施。” Roumeli 說，“這是邁向新一代可持續建筑材料的令人振奮的一步。”

該研究由微軟研究資助，相關成果已發表在《Matter》雜志上。