美高校与微软合作：海藻入水泥，研发新型低碳混凝土

IT之家7月20日消息，美国华盛顿大学和微软公司携手研发出一种新型低碳混凝土，其核心成分是海藻粉末。这一创新成果为建筑行业的可持续发展带来新方向，有望大幅降低混凝土生产过程中的碳排放。

据IT之家了解，传统水泥作为混凝土中的关键粘合剂，却是全球污染最严重的材料之一。水泥生产过程中产生的二氧化碳排放量接近全球总排放量的10%，主要源于化石燃料的使用以及名为煅烧的碳释放化学过程。每生产一公斤水泥，几乎会释放一公斤二氧化碳。而海藻在生长过程中能吸收二氧化碳，有潜力成为水泥替代添加剂。

华盛顿大学材料科学与工程系助理教授Eleftheria Roumeli表示：“水泥在现代基础设施中不可或缺，但它的生产对气候影响巨大。我们研究的亮点在于，展示了如何将丰富且能进行光合作用的绿色海藻融入水泥，减少碳排放，且无需复杂处理，也不牺牲材料性能。”

在传统混凝土研发中，确定最佳成分组合往往需要数年反复试验，因为每个混凝土样本需数周固化后才能测试。为解决这一难题，研究团队开发了定制的机器学习模型，可预测海藻与水泥的最佳混合比例。通过将测试结果反馈到系统，团队仅用28天就优化了配方。Roumeli估计，若没有机器学习，这一过程可能长达五年。

“机器学习在缩短研发过程中起到关键作用，尤其是引入全新材料到水泥中时，意义重大。”Roumeli说。

与其他需复杂处理或制造步骤的水泥添加剂不同，绿色海藻可直接以干燥粉末形式使用，无需昂贵加工。这使其成为全球扩大低碳混凝土生产的可行选择。研究人员设想，通过将天然材料与机器学习结合，生产商能根据当地资源和环境条件，快速开发定制水泥配方，如不同藻类品种、食物残渣或其他生物基添加剂。

目前，团队正研究不同海藻成分和结构对水泥性能的影响。他们的目标是将该方法拓展到其他藻类品种甚至食物残渣，让全球生产商开发本地化、可持续的水泥替代品，同时利用机器学习加速优化过程。

“将藻类等天然材料与现代数据工具结合，能实现本地化生产，减少碳排放，加速迈向绿色基础设施。这是迈向新一代可持续建筑材料的重要一步。”Roumeli说。

该研究由微软研究资助，相关成果已发表在《Matter》杂志上。

本文仅代表作者观点，版权归原创者所有，如需转载请在文中注明来源及作者名字。

免责声明：本文系转载编辑文章，仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布，请及时与我们联系进行审核处理或删除，您可以发送材料至邮箱：service@tojoy.com