3D打印人工礁:支持生态系统的下一代人工栖息地

珊瑚礁生态系统面临着若干全球性威胁，包括气候变化和沿海地区城市化进程加快。然而，来自以色列巴伊兰大学的一个团队开发了一种3D打印方法，可以帮助保护珊瑚礁系统。

发表在杂志上全环境科学，这篇论文揭示了虽然新方法是基于以色列城市埃拉特附近沿海地区的珊瑚礁构造，但该模型可以修改以适应其他栖息地。

研究如何保护珊瑚礁的生物多样性是一个关键问题，但也迫切需要投资技术，以改善珊瑚生态系统和我们对珊瑚礁环境的了解。

娜塔莉·列维，以色列巴伊兰大学博士生

印刷仿生结构

以前在人工结构中复制珊瑚礁系统的尝试面临着挑战，因为复制珊瑚栖息地的复杂性和缩放它们在设计和生产方面可能会有问题。

以色列研究人员开发的新工艺的第一阶段首先是根据从特定区域的一系列水下照片中获取的视觉数据生成一个3D模型。数千张图像被扫描并发送到实验室，以计算通常促进生态多样性的复杂仿生结构和复杂的珊瑚礁系统。

成像数据阶段完成后，研究小组应用分子方法来了解在特定区域或珊瑚礁系统中存在什么生物。然后，将这些数据与任何其他关键参数一起添加到图像数据中，使用针对3D技术优化的算法构建珊瑚礁的交互式3D模型。

设计特定环境的珊瑚礁系统

该方法的一个突出特点是，它可以根据输入算法的成像数据适应特定的珊瑚礁系统或区域。这一过程允许定制3D打印模型，精确地适合预期的生态系统。

一旦所有的数据处理完毕，特定环境礁系统的设计就完成了，然后就可以打印陶瓷模型了。用于打印过程的陶瓷基板本身是多孔的，因此是鼓励新的珊瑚礁结构生长和促进生态多样性的理想选择。

使用天然材料的三维打印有助于生产高度复杂和多样化的单位，这是用通常的模具生产手段不可能实现的。

Ezri Tarazi，以色列理工学院建筑与城市规划学院教授

此外，根据过程中收集的数据和信息，数据可以重新输入到算法中，以确定设计的有效性和效率，即使在实现之后。

该方法为开发各种小型和大型修复项目的仿生结构提供了环境和经济的解决方案，这些修复项目与它们所要支持的珊瑚礁非常相似。

总的来说，研究人员认为这种方法有潜力帮助拯救由于环境因素而面临崩溃风险的珊瑚礁。

它满足了两个关键需求，首先解决了创造创新解决方案的需求，这些解决方案可用于帮助在全球范围内支持和保护珊瑚礁。其次，要有能力产生与自然珊瑚礁系统的复杂性相匹配的仿生结构，以吸引以珊瑚礁为基础的物种，包括珊瑚、鱼类和无脊椎动物。

通过促进对处于危险中的珊瑚礁系统的保护和提供支持，该系统还解决了与珊瑚礁恶化有关的其他挑战，如保护沿海地区免受侵蚀和风暴的影响，以及作为食物和药品的来源促进当地经济。

参考资料及进一步阅读

列维和伯曼，et al .,(2022)未来珊瑚礁改造的新兴3D技术:利用基于自然设计的仿生结构增强生物多样性。全环境科学“，，[在线]830,p.154749。可以在:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969722018423?via%3Dihub

Biu.ac.il。（2022）利用3D打印技术改造珊瑚礁．(在线)可以在:https://www.biu.ac.il/en/article/11141

Noaa.gov。（2022）珊瑚礁生态系统|国家海洋和大气管理局．(在线)可以在:http://www.noaa.gov/education/resource-collections/marine-life/coral-reef-ecosystems

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