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瓷磚上長出的珊瑚礁,看3D打印如何幫助拯救香港的珊瑚礁

魔猴君  行業(yè)資訊   1141天前

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導讀:香港被譽為水泥森林,但很少有人知道,香港也是亞洲生物多樣性最豐富的城市之一,擁有比加勒比海更多的硬珊瑚物種。但是這些珊瑚正受到污染和快速城市發(fā)展的威脅,針對這類棘手的生態(tài)問題,ArchiREEF,一家來自香港大學的衍生公司,宣稱他們有一個解決方案——”3D打印的瓷磚“,旨在幫助珊瑚生長和恢復海洋生物生態(tài)。這家公司由海洋生物學貝克教授(DavidBaker)和博士生余文樂(Vriko Yu)在2020年共同創(chuàng)立,希望它能幫助珊瑚 "更有彈性 "地應對氣候變化。

△海底的珊瑚礁生態(tài)群

礁巖底部生態(tài)

珊瑚礁通常被發(fā)現于溫暖的淺水區(qū),覆蓋了不到1%的海底,但卻承載了超過25%的海洋生物。珊瑚是一種無脊椎動物,生活在形成珊瑚礁的巨大水下群落中,在香港已經存在了數千年,但污染和珊瑚開采已經使其數量減少。自2016年以來,貝克和余文樂與漁農自然護理署(AFCD)合作,一直試圖在海下灣海洋公園恢復珊瑚。海下灣現在是一個受保護的海岸保護區(qū),位于香港的北部,曾經是為建筑材料開采珊瑚的地方。貝克說,這對恢復造成了很大的障礙,因為海底的硬底已經被挖走了,"只剩下沙子和瓦礫。

研究團隊需要創(chuàng)造一個新的 "海底",讓珊瑚在上面生長。通過與香港大學的建筑系合作,他們開始利用大學的3D打印設施開發(fā)一個人工珊瑚礁。這個人工珊瑚礁是由大約兩英尺寬的瓷磚制成的,模仿了被稱為 "腦珊瑚 "platygyra的自然形狀。,Yu表示這是它扭曲的 "山谷"吸引著海洋生物,它們在這里可以筑巢或躲避捕食者。

△生活在ArchiREEF位于香港海下灣海洋公園的粘土礁瓦片試驗場的墨魚。Vriko Yu

一旦瓦片放入水中,團隊就用無毒的膠水將小珊瑚粘在瓷磚上。瓦片的形狀有助于珊瑚向上生長,吸引海洋生物在珊瑚礁中建造它們的家園。2020年夏天,130多塊這樣的瓷磚被安裝在海河灣海洋公園的海底,ArchiREEF由此誕生。

修復工作的商業(yè)化    

3D打印的瓷磚只是ArchiREEF商業(yè)模式的一個小部分。在吸引企業(yè)客戶和政府贊助修復項目后,ArchiREEF將確定一個修復地點,安裝珊瑚礁瓷磚,并繼續(xù)管理該地點達五年之久,監(jiān)測珊瑚礁的生長和生物多樣性。傳統(tǒng)的人工魚礁,如沉沒的混凝土結構,往往取代了珊瑚作為海洋生物棲息地的功能,Yu說,而ArchiREEF希望為珊瑚的生長提供一個 "基礎"。最終,珊瑚將足夠強大,可以在沒有瓷磚的情況下支持自己--然后瓷磚可能被潛水員打碎,或者自然侵蝕。貝克說,ArchiREEF可以幫助珊瑚在完全消失的地區(qū)重新生長,這種情況正變得越來越普遍:科學家們預測,在未來20年里,海洋溫度的升高和越來越酸的海水可能會破壞全球90%的珊瑚礁。

△一名潛水員將3D打印的陶土瓦片放在海底。來源:CNN

一種 "創(chuàng)新"方法

香港中文大學的珊瑚恢復研究人員Pui Yi Apple Chui說:“諸如澳大利亞的Reef Design LabD-Shape等公司以前曾使用3D打印技術來創(chuàng)建水下棲息地,但是archiREEF使用粘土這種無毒的天然材料是絕對創(chuàng)新的。“

與混凝土不同,粘土是微酸性的,就像珊瑚一樣,與真正的珊瑚礁有著相似的化學構成。3D打印技術還提供了無限的定制,香港大學的建筑師們說,這使他們能夠為珊瑚創(chuàng)造更多的生長空間,并通過定制設計來對抗特定的環(huán)境問題。

然而,Chui還補充說,人們需要對修復工作持 "現實態(tài)度",并考慮技術的成本和可及性。她說,像香港這樣的地方還需要更多關于保護工作成效的數據,然后才能以一種有意義的方式擴大規(guī)模。"修復應該是最后的手段;我們應該在修復之前進行保護。"

惠及大眾的生態(tài)保護

拯救這些珊瑚礁可以幫助維持地球的水下生態(tài)系統(tǒng),如海草草甸,它們從珊瑚礁中受益,也是重要的碳儲存載體。珊瑚礁也有經濟利益。根據全球珊瑚礁基金2021年的一份報告,珊瑚礁通過旅游業(yè)和商業(yè)漁業(yè)等沿海產業(yè)支持了約10億人的生活,并為沿海地區(qū)提供風暴防御。

△化石證據表明珊瑚在香港已經生活了幾千年

ArchiREEF在擴大規(guī)模之前仍有一段路要走。該團隊將對海河灣的試驗場地至少再觀察兩年,以確保珊瑚繼續(xù)茁壯成長,并在自然災害(如臺風)中幸存。然而,俞敏洪說,到目前為止,試驗場的結果是有希望的:在前六個月的觀察中,與傳統(tǒng)的人工珊瑚礁相比,在粘土磚上存活的珊瑚多了四倍。另外10個試驗點已經在計劃之中,這家初創(chuàng)公司將利用這些試驗點來完善3D打印工藝,并探索替代材料,因為生產粘土是能源密集型的,并產生大量的二氧化碳。

雖然archiREEF目前的重點是政府和大型企業(yè)客戶,但它希望有一天也能讓個人參與其項目。Yu說:"恢復工作目前僅限于保護科學家,但如果我們談論的是利益相關者,那就是所有人?!?/span>



來源:https://www.3ddayin.net/3Ddayinfangan/40895.html

   
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