3D 打印混凝土人工魚(yú)礁,，幫助修復(fù)海洋珊瑚礁生態(tài)環(huán)境

2024年3月7日,，南極熊獲悉,，佛羅里達(dá)州的海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)將3D 打印的人工魚(yú)礁部署在德斯坦-沃爾頓堡海灘沿岸,，以幫助海洋棲息地的恢復(fù)和保護(hù)工作,。

該項(xiàng)目由奧卡盧薩海岸資源團(tuán)隊(duì)管理，將 25 個(gè)混凝土模塊沉入海灣海底,，在 60 至 90 英尺的深度創(chuàng)造了新的海洋生態(tài)系統(tǒng),。佛羅里達(dá)州的魚(yú)類(lèi)和野生動(dòng)物保護(hù)委員會(huì)提供 126 萬(wàn)美元資助了這一計(jì)劃，該計(jì)劃也是自然資源損害評(píng)估人工魚(yú)礁創(chuàng)建和恢復(fù)項(xiàng)目的一部分,，該項(xiàng)目利用了來(lái)自BP石油泄漏恢復(fù)的資金用于生態(tài)恢復(fù)項(xiàng)目,。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)指出，這是著他們從這個(gè)特定的資助機(jī)構(gòu)獲得的第二輪資金,，他們的第一個(gè)項(xiàng)目已于2020年完成。

沿海資源經(jīng)理亞歷克斯·福格（Alex Fogg）強(qiáng)調(diào)了此類(lèi)項(xiàng)目的重要性,，強(qiáng)調(diào)其雙重好處,，即為潛水員和漁民提供娛樂(lè)機(jī)會(huì)，同時(shí)促進(jìn)海洋棲息地恢復(fù),。此次成功部署是通過(guò)與造礁商Walter Marine和 3D 打印公司1Print 等承包商的合作實(shí)現(xiàn)的,，1Print 開(kāi)發(fā)了建造珊瑚礁的打印方法。

△部署在墨西哥灣的 3D 打印混凝土人工魚(yú)礁模塊,。 照片由奧卡盧薩沿海研究團(tuán)隊(duì)提供,。

多樣化且耐用的珊瑚礁設(shè)計(jì)

福格表示他們選擇了兩家承包商來(lái)監(jiān)督當(dāng)前的珊瑚礁項(xiàng)目：Walter Marine 的任務(wù)是制造和部署超過(guò) 250 個(gè)混凝土模塊，而 1Print 則被選中引入一種使用 3D 混凝土打印的人工魚(yú)礁建造新方法,。

1Print 此前從事房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)和防波堤等緩沖結(jié)構(gòu)的建設(shè),，他們提出使用 3D 打印制作人工魚(yú)礁模塊，得到了熱烈支持。福格與他們的團(tuán)隊(duì)密切合作,，監(jiān)督模型的設(shè)計(jì)與制造,，以創(chuàng)建更大規(guī)模的結(jié)構(gòu)，旨在打造具有復(fù)雜特征的堅(jiān)固結(jié)構(gòu),。

最終確定的模塊長(zhǎng)約 14 英尺,，高 8英尺，寬 6 英尺,，每個(gè)重約 15,500 磅,。1Print 在南佛羅里達(dá)工廠的生產(chǎn)能力為每天 3 件，高效地生產(chǎn)珊瑚礁,。隨后,，這些模塊被運(yùn)送到阿拉巴馬州奧蘭治海灘，由 Walter Marine 負(fù)責(zé)管理其投放位置,。

與傳統(tǒng)的鋼筋相比,，珊瑚礁在混凝土混合物中使用玻璃纖維鋼筋進(jìn)行加固，以提高海洋環(huán)境中的耐用性,。盡管在運(yùn)輸過(guò)程中面臨物流挑戰(zhàn),，1Print 仍繼續(xù)完善其流程，并表示有信心在未來(lái)的項(xiàng)目中克服這些障礙,。

對(duì)于主要專(zhuān)注于陸地建設(shè)的 1Print 來(lái)說(shuō),，涉足海洋基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)志著向環(huán)境保護(hù)的重大轉(zhuǎn)變。珊瑚礁在生產(chǎn)期間高達(dá) 8 英尺,，一旦定居在沙質(zhì)海底,，就成為有利于海洋生物定居的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

3D 打印珊瑚礁案例

3D 打印技術(shù)在珊瑚礁上的應(yīng)用為定制設(shè)計(jì),、可擴(kuò)展的棲息地恢復(fù)提供了機(jī)會(huì),，但也面臨著耐久性、生態(tài)整合和資源需求方面的挑戰(zhàn),。協(xié)作研究和適應(yīng)性管理策略對(duì)于最大限度地發(fā)揮 3D 打印珊瑚礁作為海洋保護(hù)工作工具的有效性至關(guān)重要,。之前已經(jīng)開(kāi)展了許多舉措來(lái)探索海洋恢復(fù)的途徑。

△用于珊瑚附著的三種不同類(lèi)型的 3D 打印瓷磚,。圖片來(lái)自香港大學(xué)

去年在威尼斯舉行的第 18 屆國(guó)際建筑雙年展上,，阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)(KAUST) 的研究人員展示了3D 打印珊瑚和負(fù)碳混凝土，與沙特阿拉伯的 2030 年愿景相一致,。該團(tuán)隊(duì)的展示突出了海洋保護(hù)和可持續(xù)建設(shè)的發(fā)展,，展示了PARTNA的負(fù)碳材料技術(shù)。阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的海事技術(shù)促進(jìn)了珊瑚礁的恢復(fù),，解決了氣候變化和人類(lèi)影響造成的珊瑚退化問(wèn)題,。展覽強(qiáng)調(diào)了保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)并將可持續(xù)實(shí)踐與保護(hù)棲息地建設(shè)相結(jié)合的迫切需要,。

△3D 打印珊瑚。圖片來(lái)自阿卜杜勒國(guó)王科技大學(xué)

2022年5月,，來(lái)自以色列頂尖大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種用于珊瑚礁保護(hù)的新型3D打印工藝,。他們與巴伊蘭大學(xué)、以色列理工學(xué)院,、海法大學(xué)和特拉維夫大學(xué)合作,，旨在恢復(fù)全球珊瑚礁。

通過(guò)結(jié)合 3D 掃描,、DNA 采樣和打印算法,，研究人員生產(chǎn)出適合特定環(huán)境的陶瓷珊瑚礁，可促進(jìn)生命和生態(tài)系統(tǒng)的再生,。與之前的方法不同,，他們的方法精確地復(fù)制了自然珊瑚棲息地，解決了復(fù)雜性和物種多樣性問(wèn)題,。他們利用來(lái)自以色列南部沿海城市埃拉特珊瑚礁的數(shù)據(jù),，創(chuàng)建了參數(shù)模型并打印了陶瓷珊瑚礁。