新南威爾士大學(xué)用3D打印“生物庇護(hù)所”促進(jìn)牡蠣生長，試點(diǎn)成功并計(jì)劃全球推廣

2025年8月27日，南極熊獲悉，澳大利亞新南威爾士大學(xué)建筑環(huán)境學(xué)院的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)自2016年起，采用3D打印技術(shù)為海洋生物開發(fā)出一種“庇護(hù)所”（BioShelter）。這種創(chuàng)新型珊瑚礁結(jié)構(gòu)通過模擬自然形態(tài)，有效促進(jìn)了牡蠣等海洋生物的生長。

該項(xiàng)目于2020年在澳新軍團(tuán)橋下完成首次試點(diǎn)，取得顯著成效。僅六個(gè)月內(nèi)，研究團(tuán)隊(duì)觀察到新型結(jié)構(gòu)成功吸引了包括牡蠣、海帶、海藻及小型魚類在內(nèi)的多樣海洋生物，為港口生態(tài)系統(tǒng)注入新的活力。

△采用機(jī)器人制造平臺(tái)3D打印BioShelter塑料模具

3D打印生態(tài)海堤亮相悉尼

如今，隨著初步試驗(yàn)的成功，生物庇護(hù)所項(xiàng)目正準(zhǔn)備推出下一個(gè)項(xiàng)目：在悉尼格利伯街區(qū)的新悉尼魚市建造一道永久性海堤。新南威爾士大學(xué)建筑研究學(xué)院下一代建筑制造中心主任M. Hank Haeusler教授表示：“試點(diǎn)項(xiàng)目的積極成果促使新悉尼魚市委托我們?yōu)楦窭謪^(qū)新建永久性海堤，進(jìn)一步推動(dòng)生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)城市發(fā)展?！?br />

生物庇護(hù)所的設(shè)計(jì)與制造充分融合了前沿3D打印技術(shù)和生態(tài)數(shù)據(jù)。團(tuán)隊(duì)首先通過計(jì)算設(shè)計(jì)軟件，將海洋生物學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為支持多物種共生的3D模型，并針對(duì)不同安裝地點(diǎn)進(jìn)行定制化優(yōu)化。隨后，采用機(jī)器人3D打印技術(shù)，利用回收聚合物材料制造大型模具，最后將摻有回收牡蠣殼骨料的混凝土澆筑成型，最大程度地提升結(jié)構(gòu)的生態(tài)兼容性和可持續(xù)性。

由此產(chǎn)生的人工礁石結(jié)構(gòu)可以組裝成一面尺寸為6 x 2 x 0.9米的生物庇護(hù)墻（此尺寸需要25 塊面板）。在混凝土材料中加入牡蠣殼可以促進(jìn)牡蠣在人造巖石表面繁殖并產(chǎn)卵。海洋生物學(xué)家Nina Schaefer補(bǔ)充道：“濾食性動(dòng)物依賴良好的水流，藻類需要光照和水分才能避免干燥，而蝸牛和螃蟹等移動(dòng)物種則需要藏身之處。因此，設(shè)計(jì)必須考慮到水流在結(jié)構(gòu)中的流動(dòng)，并包含一些能夠截水的功能，以及提供小型陰涼區(qū)域的庇護(hù)?！?br />

△生物庇護(hù)所的設(shè)計(jì)允許牡蠣定居，并為其它海洋動(dòng)植物提供安全的棲息地

擬全球推廣并惠及陸地生物

雖然目前制造這些結(jié)構(gòu)的工藝依賴于3D打印模具，但研究團(tuán)隊(duì)希望通過直接打印混凝土模板來簡化制造流程。最終目標(biāo)是擴(kuò)大生物庇護(hù)所的工作流程，以便在全球范圍內(nèi)打印和安裝這些結(jié)構(gòu)。

Haeusler教授表示：“我們希望開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)，讓海洋生物學(xué)家能夠?qū)⑻囟ǖ攸c(diǎn)的信息輸入程序，批準(zhǔn)或修改設(shè)計(jì)，然后提交制造。我們已經(jīng)開始商討一個(gè)更大規(guī)模的裝置，以振興悉尼港的海堤。并且有可能借鑒這些原理，為其它陸地物種（例如哺乳動(dòng)物、鳥類、蝙蝠和嚙齒動(dòng)物）設(shè)計(jì)和建造類似的人工棲息地，這些物種也需要家園?！?br />
這個(gè)位于澳大利亞的珊瑚礁修復(fù)項(xiàng)目得到了Landcom和新南威爾士州政府的資助。它的目標(biāo)與同樣由新南威爾士大學(xué)海洋科學(xué)家參與的“活海堤”項(xiàng)目相似，但獨(dú)特之處在于使用計(jì)算設(shè)計(jì)和機(jī)器人3D打印技術(shù)來創(chuàng)建定制結(jié)構(gòu)。