Cement je jeden z najčastejších stavebných materiálov a sme ním obklopení prakticky všade. Napriek častému využitiu je nepriateľom životného prostredia, keďže výrazne prispieva k znečisteniu emisiami. Výskumníci z MIT využili umelú inteligenciu a vyvinuli špeciálny algoritmus, ktorý dokáže hľadať jeho ekologické náhrady. Na tému upozornil portál Interesting Engineering.

Umelá inteligencia ako kľúčový pomocník

Hlavným cieľom výskumu bol nájsť spôsob, ako znížiť množstvo cementu v betóne, ktorý je zodpovedný za emisie bez toho, aby sa znížila jeho pevnosť betónu. Výskumníci do štúdie zapojili umelú inteligenciu, ktorá dokáže spracovať údajne až milión vzoriek. Nakoniec identifikovala 19 materiálov, ktoré majú potenciál nahradiť cement a mohli by byť zapracované do betónových zmesí.

Freepik

„Uvedomili sme si, že kľúčom pokroku je AI. Existuje obrovské množstvo údajov o potencionálnych materiáloch, stovky tisíc strán vedeckej literatúry. Pretriediť by ich trvalo niekoľko životov a dovtedy by už boli objavené ďalšie materiály,“ uviedol Souroush Mahjoubi, hlavný autor štúdie, ktorá bola publikovaná v časopise Communications Materials, ktorý vydáva Nature.

Algoritmus hľadá nielen alternatívy, ale dokáže ich hodnotiť podľa chemických či materiálových vlastnosti. „Najprv je tu hydraulická reaktivita. Betón drží pokope vďaka cementu – teda akémusi „lepidlu“, ktoré tuhne pri kontakte s vodou. Ak teda toto lepidlo nahradíme, musíme sa uistiť, že náhrada reaguje podobne,“ vysvetlil Mahjoubi.

Namiesto cementu by mohla byť keramika

Dodal, že musí tiež reagovať so zložkami v betóne tak, aby časom zvyšoval jeho pevnosť. Aby betón fungoval čo najlepšie, je potrebné tieto vlastnosti správne vyvážiť. Výskumníci tiež zistili, že náhrada cementu sa už nachádza po celom svete v podobe odpadových alebo recyklovaných materiálov, ako je keramika.

„Staré dlaždice, tehly, keramika, všetky tieto materiály môžu mať vysokú reaktivitu. Vidíme to aj v starovekom rímskom betóne, kde sa keramika pridávala na zlepšenie vodotesnosti stavieb. O tejto téme som viedol množstvo zaujímavých rozhovorov s profesorom Admirom Masicom, ktorý na MIT vedie výskum starovekého betónu,“ vysvetlil Mahjoubi.

Výskumný tím plánuje neustále aktualizovať algoritmus tak, aby mohol hodnotiť ešte viac materiálov a zároveň priebežne overovať najlepších kandidátov pre praktické použitie. Existujú aj ďalšie iniciatívy, ktoré hľadajú alternatívu k cementu. Štúdia publikovaná v Scientific Reports predstavila AI algoritmus, ktorý kombinuje hlboké neurónové siete s viacúčelovou optimalizáciou častíc (MOPSO), aby navrhoval ekologickejšie betónové zmesi. Avšak stále ostáva výzvou ich prenesenie z laboratórneho prostredia do reálneho priemyselného nasadenia.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia