Model AI Ini Buat Beton Ramah Iklim, Awet Ratusan Abad
AdinJava, Jakarta- Para ilmuwan dari USC Viterbi School of Engineering di California, Amerika Serikat, menciptakan model imitasi pikiran (AI) yang mampu merancang beton ramah lingkungan, lebih kuat, serta tahan lama hingga ribuan tahun.
Diberi nama Allegro-FM, model kecerdasan ini mampu melakukan simulasi miliaran atom, untuk menguji komposisi material.beton yang tidak hanya mengurangi emisikarbon, tetapi juga menyerap CO2 selama tahap produksinya.
Beton adalah bahan yang sangat penting dalam infrastruktur modern, namun proses produksinya berkontribusi sekitar 8 persen emisi karbon dioksida dunia.
Bahan konstruksi ini biasanya akan mengalami retak dan keropos setelah berusia 100 tahun. Inovasi ini menawarkan peluang untuk beton masa depan yang lebih tahan lama, sekaligus berperan dalam mengatasi tantangan perubahan iklim.
Proyek Allegro-FM lahir dari kerja sama di USC selama dua puluh tahun, yang akhirnya diinisiasi kembali tidak lama setelah kebakaran besar terjadi di Los Angeles pada Januari 2025.
Para peneliti bertanya: apakah bahan yang digunakan untuk membangun kembali gedung pasca-kebakaran mampu menyerap karbon dari udara?
"CO2 dapat dimasukkan ke dalam beton, sehingga membuat beton menjadi netral karbon," ujar Aiichiro Nakano, profesor ilmu komputer, fisika, astronomi, serta biologi komputasi dan kuantitatif di USC Viterbi, dilansir dariEarthpada hari Jumat, 25 Juli 2025.
Penelitian yang telah dipublikasikan Jurnal Kimia Fisika Surat ini berfokus pada proses carbon sequestration atau penyimpanan karbon secara permanen dalam beton. Pengujian bahan baru biasanya memerlukan laboratorium yang mahal dan memakan waktu lama.
Dengan dukungan superkomputer Aurora di Argonne National Laboratory, Allegro-FM mampu membuat simulasi lebih dari 4 miliar atom dengan efisiensi sebesar 97,5 persen—kira-kira seribu kali lebih besar dibandingkan kemampuan model sebelumnya.
Model ini mampu menguji berbagai rumus kimia beton secara digital, mencari komposisi yang tidak hanya memiliki emisi rendah, tetapi juga mampu menyerap karbon selama proses produksi.
Simulasi Allegro-FM juga bersifat fleksibel karena melibatkan 89 unsur kimia dan dapat digunakan untuk berbagai keperluan, mulai dari kimia semen hingga penyimpanan karbon jangka panjang.
"Beton merupakan bahan yang sangat rumit, terdiri dari berbagai komponen, fase, dan permukaan antar," kata Ken-Ichi Nomura, dosen praktik teknik kimia dan ilmu material di USC Viterbi.
Secara tradisional, menurut Nomura, tidak ada metode simulasi yang tersedia untuk fenomena yang melibatkan material beton. "Sekarang kita dapat memanfaatkan Allegro-FM untuk mensimulasikan sifat mekanik dan strukturalnya."
Di kota yang rentan terhadap kebakaran seperti Los Angeles, kebutuhan akan bahan tahan panas dan emisi rendah sangat mendesak. Simulasi menunjukkan bahwa Allegro-FM mampu merancang beton yang dapat bertahan pada suhu ekstrem sambil sekaligus mengurangi jejak karbonnya sendiri.
Karbon Dongkrak Ketahanan Beton
Selain manfaat iklim, Nakano menambahkan bahwa penyimpanan karbondioksida dalam beton telah terbukti memperkuat ketahanan strukturnya. “Bila CO2 dimasukkan, lapisan karbonat yang terbentuk justru membuatnya lebih kuat,” katanya.
Beton jenis ini dapat bertahan lebih lama dibanding produk standar yang biasanya tahan selama 100 tahun saat ini, bahkan mampu mencapai daya tahan struktur Romawi kuno yang masih berdiri setelah dua milenium.
Nomura juga menyebutkan bahwa simulasi material pada tingkat atom sebelumnya memerlukan perhitungan mekanika kuantum yang rumit dan memakan waktu. Kemajuan AI berbasismachine learning akhirnya mengubah cara proses tersebut berjalan.
Model serupa Allegro-FM kini mampu memahami pola interaksi atom dari kumpulan data pelatihan, lalu menjalankan simulasi rumit dengan penggunaan sumber daya yang jauh lebih hemat. “
"Alih-alih menghitung seluruh mekanika kuantum dari awal, para peneliti hanya perlu menyusun dataset pelatihan dan membiarkan model AI melakukan prosesnya," katanya. Penelitian ini masih berlangsung, mencakup geometri dan permukaan yang lebih rumit.
Posting Komentar