不同材料的生产具有显著的碳足迹。
但我们可以改变材料的生产方式，从而显著降低其环境影响。
材料人工智能可以在许多领域发挥作用，帮助我们研发新材料，加快全球经济向更可持续未来转型的进程。
当我们审视全球温室气体排放量最大的行业时，我们会发现通常的嫌疑对象：能源、交通、农业和建筑业。不太容易察觉的是，不同材料的生产对全球温室气体排放的影响有多大。然而，可以说材料生产是最大的排放来源。关键问题在于，我们能否改变材料的生产方式，从而显著降低其环境影响。
材料对环境的影响已不再是事后才考虑的问题
自工业革命开始以来，我们生产了所需的全部材料。这种生产对环境的影响只是事后才考虑的问题。如今，我们已认识到这种做法对地球的破坏有多大，因此终于开始重新思考我们的方式。
幸运的是，技术如今已经跟上，我们即将从一项意想不到的材料技术创新中获得巨大收益：软件。人工智能（AI）领域持续快速发展，也对我们研发、测试和改进材料的方式产生了影响。
这一根本性变革涉及两个关键领域。我们现在可以对新材料进行虚拟测试（通过计算机模拟材料或其物理特性），无需在实验室中对每种材料的数千个实物样品进行测试。仅这一方法就能将进程加快好几个数量级。第二个领域在降低材料环境影响方面也最具前景。我们可以在开始生产新材料或改进材料之前，通过计算对其环境影响进行建模。
世界经济论坛在应对气候变化方面做了哪些工作？
材料如何减少全球碳足迹？
有几个前景广阔的领域，人工智能的进步有望为未来的材料带来显著效益。我们先来看看整体情况。大多数专家认为，全球经济实现脱碳的最快途径是电气化。
永磁体可以承担大量重任
大多数电动机（例如电动汽车、风力涡轮机等）都使用磁体，因为它们属于电磁装置。此类电动机在效率和性能上的额外提升，是由永磁体实现的。这也是稀土磁体（例如钕磁体）日益受到关注的原因。我们看到永磁体需求增加，而供应不足，这导致价格上涨，在过去三年中涨幅约为100%。
您或许会问，材料人工智能如何提供帮助？设想一下，如果人工智能能够研发出性能与永磁体非常接近的材料，会怎样？如果这些材料无需开采，而我们可以按需快速生产所需数量，又会怎样？我们能将全球实现净零排放的速度提升多少？
磁体很重要，那低能耗照明呢？
除了钕磁体、钽等显而易见的候选材料之外，还有许多材料可以得到改进，并降低其环境影响，例如铝，其市场规模估计略低于1,700亿美元，且仍在增长。
铽就是其中一种材料。该材料的价格不仅快速上涨（自2020年以来涨幅超过200%），其市场规模也超过700亿美元。就其气候影响而言，它是一种对气候污染非常严重的材料。每生产1千克铽，大约会产生300千克二氧化碳。铽广泛应用于多个领域，尤其是低能耗灯泡和光纤等。
使用可持续材料是否存在任何弊端？
如果我们不改变自身做法，人类正处于一个十字路口，我们对自身未来的影响将会发生剧烈变化。气候变化无疑正在影响我们日常生活的多个方面，而且这些与气候相关的变化正在加速。全球变暖不仅每年都在加剧，我们还看到自然灾害明显恶化。森林火灾日益严重（在过去20年中，地球损失的所有森林中约有30%是由森林火灾造成的），飓风日趋强烈，如果我们不迅速行动，就有可能走到这些气候变化变得不可逆转的境地。
我们在这方面面临的一项风险，就是行动不够迅速。
接下来会怎样？
材料人工智能可以在许多领域发挥作用，帮助我们研发新材料，加快全球经济向更可持续未来转型的进程。这些材料性能更有效，并且在设计上更环保。得益于人工智能的这些进步，我们甚至可以在开始生产之前，检查这些材料的环境影响。由此可见，人工智能所能带来的影响之大，是我们在没有人工智能的情况下无法想象的。
如今真的有公司拥有能够研发此类先进材料的技术吗？简短的回答是肯定的。有一些公司，例如Materials Nexus，已在先进材料改良与发现领域取得了可喜的成果。我们还看到，微软（凭借其Azure Quantum Elements）等老牌科技巨头也正迅速进军这一领域。我们现在需要做的，是在气候变化变得不可逆转之前，加快这些技术的应用。
