Beton Hijau: Inovasi AI untuk Menyelamatkan Bumi
Inovasi Beton yang Mengubah Dunia Konstruksi
Beton adalah salah satu bahan bangunan paling umum digunakan di seluruh dunia. Mulai dari jembatan, gedung pencakar langit, hingga rumah tinggal, beton menjadi fondasi utama dalam pembangunan. Namun, di balik kekuatannya, beton memiliki masalah besar yang sering kali diabaikan: produksinya menyumbang sekitar 8% dari emisi karbon dioksida global. Selain itu, umur beton modern biasanya hanya sekitar 100 tahun sebelum mulai retak dan rusak.
Kini, sebuah terobosan baru muncul dari tim ilmuwan di USC Viterbi School of Engineering. Mereka mengembangkan beton yang dirancang oleh kecerdasan buatan (AI) yang mampu menyerap CO2, memperkuat diri sendiri, dan bahkan bisa bertahan ribuan tahun. Proyek ini diberi nama Allegro-FM, sebuah model AI yang diklaim mampu mengubah cara kita memandang material konstruksi.
Peran AI dalam Menghadapi Krisis Iklim
Setelah kebakaran hutan besar di Los Angeles pada Januari lalu, para peneliti USC mulai memikirkan ulang peran beton dalam menghadapi krisis iklim. Ide radikal pun muncul: bagaimana jika material yang digunakan untuk membangun kembali gedung-gedung pasca kebakaran justru bisa membantu mengurangi karbon di atmosfer?
Dari sanalah proyek Allegro-FM lahir. Model AI ini mampu menyimulasikan interaksi miliaran atom sekaligus—sebuah lompatan besar dalam rekayasa material. Menurut Prof. Aiichiro Nakano, ahli komputer, fisika, dan biologi komputasi dari USC Viterbi, “Kita bisa memasukkan CO2 ke dalam beton, dan itu akan menciptakan beton netral karbon.”
Simulasi Beton di Dunia Virtual
Pengujian bahan baru biasanya memakan waktu lama dan biaya besar di laboratorium. Namun dengan Allegro-FM, semua bisa dilakukan secara virtual. Model ini menjalankan eksperimen digital dengan miliaran atom, memungkinkan peneliti menguji berbagai “resep kimia” beton dalam waktu singkat.
Di superkomputer Aurora milik Argonne National Laboratory, Allegro-FM berhasil menyimulasikan lebih dari 4 miliar atom dengan efisiensi 97,5%—sekitar 1.000 kali lebih besar dibanding model-model sebelumnya. Dengan kemampuan ini, penelitian dapat dilakukan lebih cepat dan hemat biaya.
Beton yang Tahan Api dan Menyerap Karbon
Beton adalah bahan yang kompleks. Ia terdiri dari banyak elemen kimia, fase, dan struktur mikro yang saling berinteraksi. Secara tradisional, kita tidak punya cara untuk mensimulasikan sifat-sifat mekanik dan struktural beton. Tapi sekarang, Allegro-FM bisa melakukannya.
Simulasi menunjukkan bahwa model ini bisa mendesain beton yang tak hanya tahan terhadap suhu ekstrem seperti kebakaran, tapi juga dapat menyerap karbon saat diproduksi—satu solusi untuk dua tantangan besar di kota besar. Menyimpan CO2 di dalam beton ternyata tidak hanya ramah lingkungan—tapi juga memperkuat struktur beton itu sendiri.
“Lapisan karbonat yang terbentuk bisa membuat beton lebih kokoh,” jelas Nakano. Tim peneliti bahkan membayangkan beton masa depan yang mampu menandingi daya tahan beton Romawi kuno, yang masih berdiri tegak setelah lebih dari 2.000 tahun.
AI Mengubah Cara Merancang Material
Dulu, simulasi atom bersifat lambat karena membutuhkan kalkulasi rumit berbasis mekanika kuantum. Kini, berkat machine learning, proses itu menjadi lebih efisien. “Kita tidak lagi harus menghitung semuanya dari awal. Cukup buat data pelatihan, lalu biarkan AI bekerja,” kata Prof. Ken-Ichi Nomura, pakar rekayasa kimia dan material.
Hasilnya adalah simulasi yang lebih cepat, cakupan material yang lebih luas, dan efisiensi yang jauh lebih tinggi. Allegro-FM bahkan bisa mencapai tingkat akurasi mekanika kuantum dengan sumber daya komputasi jauh lebih kecil.
Masa Depan Beton yang Lebih Hijau dan Cerdas
Penelitian ini baru permulaan. Langkah selanjutnya adalah mengembangkan desain yang lebih kompleks dan realistis. “Kami akan terus mengembangkan simulasi ini untuk mengeksplorasi bentuk dan permukaan yang lebih rumit,” ungkap Nomura.
Dengan bantuan AI, dunia kini bisa membayangkan beton yang bukan hanya bahan bangunan, tapi juga bagian dari solusi iklim: kuat, tahan lama, dan menyerap karbon. Penelitian lengkap ini telah diterbitkan dalam jurnal The Journal of Physical Chemistry Letters.