Reform av korallrev gjennom 3D-printing

Nåværende metoder for gjenoppbygging av korallrev er ikke egnet for bruk i stor skala, og tilnærmingene deres er ikke helhetlige nok. Metoden som foreslås her involverer avanserte teknologier som eDNA, 3D-keramisk utskrift og 3D-bildebehandling.

Korallrev er overalt

I motsetning til hva mange tror, ​​er ikke korallrev forbeholdt det varme, grunne vannet i tropiske områder, ettersom de nylig har blitt oppdaget i dypet av Middelhavet og utenfor kysten av Norge.

Korallrev er av største betydning, siden mangfoldet av biologisk mangfold av korallrev langt overstiger regnskogene i New Guinea og Amazonas. Disse skjærene ville huse, i verden, nesten 2 millioner forskjellige arter!

Det er til og med anslått at en fjerdedel av fisken i havene våre, inkludert artene vi spiser, vokser på disse skjærene. Å bevare korallrevene virker viktig, og det finnes flere komplementære løsninger: bremse nedgangen, spesielt ved å redusere virkningen av menneskelige aktiviteter og bruke avanserte restaureringsteknikker.

3D-teknologi til redning av korallrev

Standard kunstige restaureringsteknikker sliter med å gjenskape den komplekse 3D-strukturen til korallhabitater. Også gitt størrelsen på skjærene som skal restaureres, virker oppskalering til «industriell produksjon» ofte problematisk.

I en artikkel nylig publisert i Logg Inn Total miljøvitenskapEt team av forskere fra fire av Israels ledende universiteter presenterer en ny restaureringsmetode ved hjelp av 3D-teknologi.

Prosessen de utviklet innebærer først å ta tusenvis av undervannsbilder av revet. De innsamlede digitale dataene blir deretter behandlet i laboratoriet, noe som fører til opprettelsen av en ekstremt nøyaktig 3D-modell av revet.

Analyse av denne modellen gjør det så mulig å beregne formen på revet og estimere hvordan det favoriserer utviklingen av artsmangfoldet.

Forskere bruker også en metode som kalles miljø-DNA (eDNA) for å samle nøyaktig genetisk informasjon om organismene som ligger på revet.

Alle disse dataene blir deretter matet inn i en 3D-algoritme for å bygge en interaktiv parametrisk modell som er skreddersydd for miljøet som studeres.

Siste trinn: reproduser et keramisk rev ved 3D-utskrift fra denne modellen.

3D-printing av biomimetiske keramiske strukturer

Naturlige korallrev er sett med kalkholdige materialer oppnådd ved biomineralisering. 3D-utskriftsteknikken som brukes her, bruker en porøs keramikk som oppfyller ideelle konstruksjons- og restaureringsbehov.

I en pressemeldingProfessor Ezri Tarazi (Israel Institute of Technology) forklarer: «Tredimensjonal trykking med naturlige materialer letter produksjonen av svært komplekse og mangfoldige enheter, noe som ikke er mulig med de vanlige produksjonsmåtene med støpeformer. »

Keramisk 3D-utskriftsprosess for å reprodusere strukturen til korallrev (Kreditt: Haim Zinger, Ofer Berman)

En modell som kan tilpasses andre typer skjær

Selv om metodikken utviklet av forskerne er basert på den naturlige strukturen til korallrevene i det sørlige Israel, i Eilatbukta, er den anvendelig for andre marine miljøer.

Dermed bekrefter forskerne at denne studien svarer på to essensielle behov for å redde korallrev:

• finne innovative hurtigmatløsninger i stor skala;
• gjenskape den naturlige kompleksiteten til korallrevene, når det gjelder størrelse og form, for å fremme biologisk mangfold.

I følge Ofer Berman, en doktorgradsstudent og medforfatter av studien: «Bruken av tredimensjonal utskrift gir stor handlefrihet i realiteten til algoritmiske løsninger, og assimilering av bærekraftig produksjon for utvikling av storskala marin rehabilitering. »

Forskerne håper at de 3D-printede revene de installerer i Eilatbukta vil tillate dem å utvide rekkevidden til denne innovasjonen til andre revøkosystemer rundt om i verden.