3D-печатные структуры для ускоренного восстановления коралловых рифов

Восстановление коралловых рифов может стать проще и быстрее с использованием 3D-печати. Эта технология позволяет быстро и надежно создавать опорные структуры для роста кораллов.

Коралловые рифы по всему миру страдают от потепления океанов и усиления загрязнения. Традиционные методы восстановления используют бетонные блоки или металлические каркасы в качестве субстрата. Этот процесс медленный, поскольку кораллы откладывают свой карбонатный скелет со скоростью всего несколько миллиметров в год.

Команда Шарлотты Хаузер исследует использование 3D-печати для ускорения процесса. «Коралловые микрофрагменты быстрее растут на наших напечатанных или отлитых поверхностях из карбоната кальция, потому что им не нужно строить известняковую структуру снизу», — говорит Хамед Альбалави, один из ведущих авторов исследования. Идея состоит в том, чтобы дать кораллам «фору» для более быстрого восстановления рифа.

Команда разработала и протестировала новый подход 3D CoraPrint, который использует экологически чистые и устойчивые чернила на основе карбоната кальция, инициируемого светом (CCP). Аквариумные тесты показали, что CCP нетоксичны.

В отличие от существующих подходов, которые полагаются на пассивное заселение напечатанной структуры, 3D CoraPrint включает прикрепление коралловых микрофрагментов к напечатанному скелету для начала процесса колонизации. Метод объединяет две технологии печати, обе начинаются со сканированной модели кораллового скелета:

1. Литьё по форме: модель печатается, затем используется для создания силиконовой формы. Итоговая структура производится заполнением формы чернилами CCP.
2. Прямая печать: опорная структура печатается напрямую чернилами CCP.

Эти подходы предлагают взаимодополняющие преимущества:

• Создание формы позволяет легко и быстро воспроизводить структуры, но процесс отверждения ограничивает размер.
• Прямая печать медленнее и имеет более низкое разрешение, но позволяет проводить индивидуальную настройку и создавать более крупные структуры.

«С помощью 3D-печати и литья мы можем добиться как гибкости, так и имитации того, что уже происходит в природе», — говорит Зайнаб Хан, другой ведущий автор исследования.