3D打印支持珊瑚礁生长

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沙特阿拉伯KAUST的研究人员正在探索使用3D打印技术为珊瑚礁恢复提供支撑结构。

珊瑚礁
图片来源:2021 KAUST;阿纳斯塔西娅金丝雀。

世界各地的珊瑚礁正在遭受海洋变暖和污染的影响。目前的珊瑚礁恢复工作使用混凝土块或金属框架作为珊瑚生长的基质。由此产生的恢复是缓慢的,因为珊瑚的碳酸盐骨架每年沉积的速度只有几毫米。

“珊瑚微碎片在我们为它们生长而制作的打印或模压碳酸钙表面上生长得更快,因为它们不需要在下面建立石灰石结构,”哈米德·阿尔巴拉维(Hamed Albalawi)说研究主要作者。

虽然研究人员此前已经测试了几种打印珊瑚支撑结构的方法,但大多数工作都使用合成材料,尽管正在进行使用混合材料的工作。

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KAUST团队开发并测试了一种名为3D CoraPrint的新方法,它使用可持续的碳酸钙光引发(CCP)墨水。研究人员说,在水族馆的测试表明CCP是无毒的,尽管他们正在计划进行更长期的测试。

与现有的方法不同,3D CoraPrint依赖于打印支撑结构的被动定植,它需要将珊瑚微碎片附着到打印骨架上,以启动定植过程。

它还结合了两种不同的打印方法,都是从珊瑚骨架的扫描模型开始的。在第一种方法中,模型被打印,然后打印用来铸造一个硅模具。最后的结构是通过填充CCP墨水的模具。第二种方法是直接用CCP油墨打印支撑结构。

研究团队称,这两种方法具有“互补优势”。创造一个模具意味着结构可以很容易和快速地复制,但固化过程限制了模具的大小。

直接打印速度较慢,分辨率较低,但它允许个人定制和创建更大的结构。

该研究的另一位主要作者Zainab Khan说:“有了3D打印和模具,我们可以获得灵活性和对自然界已经发生的事情的模仿。”“结构和过程可以尽可能接近自然。我们的目标就是促进这一点。”