利用3D打印的碳酸鈣珊瑚骨架幫助恢復(fù)珊瑚礁

來(lái)源: cnBeta

據(jù)New Atlas報(bào)道，珊瑚礁由堅(jiān)硬的多孔“骨架”組成，而微小的珊瑚蟲(chóng)居住在其中。一個(gè)新的研究項(xiàng)目旨在比以往更快地恢復(fù)受損的珊瑚礁，利用3D打印的骨架，其材料與實(shí)物相同。

首先，已經(jīng)有其他項(xiàng)目試圖通過(guò)在現(xiàn)有的珊瑚礁上放置人工骨架來(lái)嘗試讓珊瑚的重新生長(zhǎng)。不過(guò)，在大多數(shù)情況下，這些骨架是由混凝土或聚合物等材料制成的。

這意味著到達(dá)珊瑚礁的水生珊瑚蟲(chóng)不得不將碳酸鈣分泌到這些結(jié)構(gòu)上，以便“使它們成為自己的”。鑒于一些珊瑚每年僅以幾毫米的速度生長(zhǎng)，以這種方式重建珊瑚礁可能需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

為了加快進(jìn)度，沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）的科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種技術(shù)，用于生產(chǎn)完全由碳酸鈣構(gòu)成的骨架。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為3D CoraPrint，首先是對(duì)天然珊瑚骨架進(jìn)行3D掃描。從那里，可以使用兩種打印方法中的任何一種。

在一種情況下，產(chǎn)生的三維計(jì)算機(jī)模型被用來(lái)打印一個(gè)由普通材料（如塑料）制成的骨架副本。然后，該模型被用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)硅膠模具，隨后用一種“生態(tài)友好和可持續(xù)的”碳酸鈣墨水填充。一旦該墨水在光照下固化，成品碳酸鈣骨架就會(huì)從模具中取出。

另一種選擇是直接用碳酸鈣墨水3D打印復(fù)制品的骨架，它在打印床上沉積時(shí)固化。在任何一種情況下，成品都會(huì)被注入小塊的活珊瑚碎片，以便在人工骨架被放置在珊瑚礁上時(shí)啟動(dòng)珊瑚蟲(chóng)定居過(guò)程。

根據(jù)研究人員的說(shuō)法，兩種打印技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如果創(chuàng)建了一個(gè)模具，那么可以從該模具中快速連續(xù)地鑄造出許多骨架，但它們必須相對(duì)較小，以便讓墨水固化。直接3D打印需要更長(zhǎng)的時(shí)間，但可以制作出各種形狀的大型骨架。

“通過(guò)3D打印和模具，我們既可以獲得靈活性，又可以模仿自然界已經(jīng)發(fā)生的事情，”Zainab Khan說(shuō)，他與Charlotte Hauser和Hamed Albalawi一起領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究�！敖Y(jié)構(gòu)和過(guò)程可以盡可能地接近自然。我們的目標(biāo)是要促進(jìn)這一點(diǎn)�！�

這項(xiàng)研究在最近發(fā)表于《ACS可持續(xù)化學(xué)與工程》雜志的一篇論文中有所描述。