Model AI Ini Rancang Beton yang Bisa Serap Karbon, Awet Ribuan Tahun

menggapaiasa.com, Jakarta - Ilmuwan dari USC Viterbi School of Engineering di California, Amerika Serikat, mengembangkan model akal imitasi (AI) yang mampu merancang beton ramah lingkungan, lebih kuat, dan awet hingga ribuan tahun. Dinamai Allegro-FM, model kecerdasan ini mampu membuat simulasi miliaran atom, untuk menguji campuran beton yang tidak hanya mengurangi emisi karbon, tapi juga menyerap CO2 selama proses produksinya.

Beton merupakan material penting dalam infrastruktur modern, tetapi produksinya menyumbang sekitar 8 persen emisi karbon dioksida global. Material konstruksi ini umumnya akan retak dan rapuh setelah 100 tahun. Inovasi ini membuka potensi beton masa depan yang tahan lama, sekaligus membantu mengatasi krisis iklim.

Proyek Allegro-FM lahir dari kolaborasi di USC selama dua dekade, yang akhirnya digagas ulang tak lama setelah kebakaran hebat di Los Angeles pada Januari 2025. Peneliti mempertanyakan: bisakah material untuk membangun kembali gedung pascakebakaran juga menyerap karbon dari udara?

“CO2 bisa dimasukkan ke dalam beton, dan membuat beton menjadi netral karbon,” kata Aiichiro Nakano, profesor ilmu komputer, fisika, astronomi, serta biologi komputasi dan kuantitatif di USC Viterbi, dikutip dari Earth pada Jumat, 25 Juli 2025.

Penelitian yang telah dipublikasikan The Journal of Physical Chemistry Letters ini berfokus pada proses carbon sequestration atau penyimpanan karbon secara permanen di dalam beton. Pengujian material baru biasanya membutuhkan laboratorium dengan biaya tinggi dan waktu lama. Dengan bantuan superkomputer Aurora di Argonne National Laboratory, Allegro-FM menghasilkan simulasi lebih dari 4 miliar atom dengan efisiensi 97,5 persen—sekitar seribu kali lebih besar dari kemampuan model sebelumnya.

Model ini dapat menguji berbagai formula kimia beton secara digital, mencari campuran yang tidak hanya rendah emisi, namun juga mampu menyerap karbon saat diproduksi. Simulasi Allegro-FM juga fleksibel karena mencakup 89 unsur kimia dan bisa diterapkan untuk berbagai tujuan, mulai dari kimia semen hingga penyimpanan karbon jangka panjang.

“Beton adalah material yang sangat kompleks, terdiri dari banyak unsur, berbagai fase, dan antarmuka,” ujar Ken-Ichi Nomura, profesor praktik teknik kimia dan ilmu material di USC Viterbi.

Secara tradisional, kata Nomura, tidak ada metode simulasi untuk fenomena yang melibatkan material beton. “Sekarang kita bisa menggunakan Allegro-FM untuk mensimulasikan sifat mekanik dan strukturalnya.”

Di kota rawan kebakaran seperti Los Angeles, kebutuhan akan material yang tahan panas dan rendah emisi sangat mendesak. Simulasi menunjukkan bahwa Allegro-FM dapat merancang beton yang mampu menghadapi suhu ekstrem sekaligus mengimbangi jejak karbonnya sendiri.

Karbon Dongkrak Ketahanan Beton

Selain manfaat iklim, Nakano menambahkan, penyimpanan karbondioksida dalam beton juga terbukti meningkatkan ketahanan strukturalnya. “Jika CO2 dimasukkan, lapisan karbonat yang terbentuk justru membuatnya lebih kokoh,” tuturnya. Beton jenis ini bisa awet jauh lebih lama dibanding produk standar untuk 100 tahun yang lazim dipakai sekarang, bahkan menyamai daya tahan struktur Romawi kuno yang masih berdiri setelah 2 milenium.

Nomura juga menyebut simulasi material di tingkat atom sebelumnya membutuhkan perhitungan mekanika kuantum yang rumit dan lambat. Kemajuan AI berbasis machine learning akhirnya merevolusi proses itu. Model serupa Allegro-FM kini dapat mempelajari pola interaksi atom dari kumpulan data pelatihan, lalu menjalankan simulasi kompleks dengan sumber daya yang jauh lebih efisien. “

“Alih-alih menghitung semua mekanika kuantum dari awal, peneliti cukup membuat set data pelatihan dan membiarkan model AI menjalankan prosesnya,” kata dia. Riset beton ini masih berlanjut, mencakup geometri dan permukaan yang lebih kompleks.