新南威爾士大學用3D打印"生物庇護所"促進牡蠣生長,試點成功并計劃全球推廣

澳大利亞新南威爾士大學建筑環境學院的多學科研究團隊自2016年起，采用3D打印技術為海洋生物開發出一種“庇護所”（BioShelter）。這種創新型珊瑚礁結構通過模擬自然形態，有效促進了牡蠣等海洋生物的生長。

該項目于2020年在澳新軍團橋下完成首次試點，取得顯著成效。僅六個月內，研究團隊觀察到新型結構成功吸引了包括牡蠣、海帶、海藻及小型魚類在內的多樣海洋生物，為港口生態系統注入新的活力。

3D打印生態海堤亮相悉尼

如今，隨著初步試驗的成功，生物庇護所項目正準備推出下一個項目：在悉尼格利伯街區的新悉尼魚市建造一道永久性海堤。新南威爾士大學建筑研究學院下一代建筑制造中心主任M. Hank Haeusler教授表示：“試點項目的積極成果促使新悉尼魚市委托我們為格利伯街區新建永久性海堤，進一步推動生態修復和可持續城市發展。”

生物庇護所的設計與制造充分融合了前沿3D打印技術和生態數據。團隊首先通過計算設計軟件，將海洋生物學數據轉化為支持多物種共生的3D模型，并針對不同安裝地點進行定制化優化。隨后，采用機器人3D打印技術，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，最大程度地提升結構的生態兼容性和可持續性。

由此產生的人工礁石結構可以組裝成一面尺寸為6 x 2 x 0.9米的生物庇護墻（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牡蠣在人造巖石表面繁殖并產卵。海洋生物學家Nina Schaefer補充道：“濾食性動物依賴良好的水流，藻類需要光照和水分才能避免干燥，而蝸牛和螃蟹等移動物種則需要藏身之處。因此，設計必須考慮到水流在結構中的流動，并包含一些能夠截水的功能，以及提供小型陰涼區域的庇護。”

擬全球推廣并惠及陸地生物

雖然目前制造這些結構的工藝依賴于3D打印模具，但研究團隊希望通過直接打印混凝土模板來簡化制造流程。最終目標是擴大生物庇護所的工作流程，以便在全球范圍內打印和安裝這些結構。

Haeusler教授表示：“我們希望開發一個系統，讓海洋生物學家能夠將特定地點的信息輸入程序，批準或修改設計，然后提交制造。我們已經開始商討一個更大規模的裝置，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（例如哺乳動物、鳥類、蝙蝠和嚙齒動物）設計和建造類似的人工棲息地，這些物種也需要家園。”

這個位于澳大利亞的珊瑚礁修復項目得到了Landcom和新南威爾士州政府的資助。它的目標與同樣由新南威爾士大學海洋科學家參與的“活海堤”項目相似，但獨特之處在于使用計算設計和機器人3D打印技術來創建定制結構。

來源：南極熊