圖、文／永續新聞網
在麻省理工學院的一間研究實驗室裡，白板上密密麻麻寫滿了反應方程式、粒徑公式與未知材料代號。這並不是一部科幻電影的開場，而是一場關於「永續混凝土」的現代革命。
▲MIT CSHub與Olivetti Group利用類語言模型AI，從百萬筆材料資料中挖掘出具有水硬與火山灰反應性的潛力替代品，為全球建築業帶來真正可行的低碳混凝土藍圖。（圖／永續新聞網）
由MIT混凝土永續中心（CSHub）與Olivetti Group聯手進行的最新研究，正在挑戰我們對水泥—這個碳排大戶—的既有依賴。問題核心很簡單卻也困難：我們能否在不犧牲建築性能的前提下，大幅減少混凝土中的水泥含量？
水泥減量，不只是氣候選項，更是產業命題
根據國際能源署（IEA）統計，水泥製造約占全球碳排放量的7%。它是城市化的基石，同時也是氣候危機的結構性元兇。多年前，業界已開始導入如飛灰與高爐爐渣等工業副產物作為替代物，但它們的來源正日漸稀缺，供需失衡問題日益明顯。
如今，MIT團隊提出了一個令人振奮的可能：也許我們並不缺材料，而是缺一種能夠從海量資訊中迅速篩選有用材料的智慧工具。
AI加持：從百萬筆樣本中找出「第二代混凝土材料」
這場研究的轉捩點是引入類似大型語言模型（LLM）的AI工具。團隊透過機器學習演算法，分析來自全球超過百萬筆的地質樣本與科學文獻，最終建立出一個材料篩選框架，能快速判斷某種物質是否具備成為混凝土替代品的潛力。
判斷的標準不僅止於材料的物理性質，更包括兩個關鍵化學行為：
1.水硬反應性（Hydraulic Reactivity）：材料是否能在與水結合後自行硬化。
2.火山灰反應性（Pozzolanicity）：材料是否能與水泥副產物氫氧化鈣反應，進一步強化混凝土結構。
這種以AI為核心的篩選策略，跳脫傳統實驗室「一個個測試」的低效率方法，展現出數位時代下材料研發的飛躍。
從陶器到礦渣：廢料翻身的永續新生命
其中最引人注目的發現，是陶瓷類材料的高潛力。例如，破裂的紅磚、舊瓷磚、廢棄陶器等，透過簡單的研磨程序，就能進一步加工為混凝土添加劑。這與古羅馬時期的建築智慧不謀而合，當時他們使用陶器粉末來強化港口結構，提升防水與抗鹽性。
除了陶瓷，研究也確認了採礦副產品、拆除建材、生質灰燼等皆可納入候選行列。換句話說，未來的建材可能是從過去的廢料中重生。
這不僅是碳排減量的方案，更是資源再利用與循環經濟的具體實踐。
未來展望：AI × 材料科學 將如何重構建築業邊界？
Olivetti Group主導人Elsa Olivetti教授認為，AI的運用不僅提升研究效率，更讓原本龐雜的材料資料庫得以轉化為實用知識，進而驅動材料創新。
而CSHub主任Randolph Kirchain則補充：「混凝土是我們城市的骨架。若能在不影響強度與安全性的前提下，透過AI導入低碳替代方案，將對整個建築產業帶來質變。」
該研究團隊預計下一階段將擴大材料庫規模，並針對篩選出的高潛力材料進行實驗驗證，加速落地應用。
專欄觀點：低碳混凝土是全球減排的「被忽視潛力股」
從ESG投資、淨零政策到城市適應力設計，「低碳混凝土」往往不是討論焦點，卻可能是解方關鍵。相比電動車、綠能與碳捕捉等顯眼領域，水泥產業的改革雖然隱性，卻高度影響整個基礎設施與供應鏈。
AI在這裡不只是資料工具，更是解開結構性問題的槓桿。當一塊陶瓷碎片能成為強韌建築的一部分，也許我們該重新思考：真正的永續創新，從來就不只是新材料，而是新思維的應用。
