研究表明3D打印珊瑚可以保护海洋生态

3D打印已经发展成为取代世界上失去的珊瑚礁的一种手段。许多项目，包括SECORE国际和波士顿陶瓷公司都正在将这种方法付诸实践，并从中获得经验。作为一种相对较新的海洋恢复方法，围绕3D打印珊瑚礁的研究及其对海床动植物的潜在影响是有限的。在最近的一项研究中，特拉华大学海洋科学与政策学院的附属机构Emily J. Ruhl和Danielle L. Dixson研究了3D打印珊瑚的引入如何影响天然珊瑚幼虫的沉降以及珊瑚礁本地的雀鲷。

Chromis viridis，Ruhl和Dixon在3D打印珊瑚沉降研究中使用的苹果绿 - 浅蓝色虹彩物种雀鲷。摄影：Mark Rosenstein / iNaturalist

创造完美的3D打印栖息地

Ruhl和Dixon的实验使用了P. damicornis和A. formosa的3D打印复制品，这是印度洋和太平洋的原生珊瑚物种。摄影测量用于创建珊瑚的数字3D模型，使用Autodesk ReMake将照片拼接在一起。这些模型在Lulzbot Taz 5，Lulzbot Taz 6和Makerbot Replicator 2机器上进行了各种3D打印，以匹配其天然对应物的尺寸。基于成本和可行性值，例如生物降解性，选择四种不同的材料长丝用于研究。它们是：
- 耐用的Colorfabb共聚酯基长丝，简称“nGen”
- 具有类似成分的第二种Colorfabb细丝，称为“XT”
- Colorfabb可生物降解PLA / PHA，在研究中简称为“PLA”
- 可生物降解的不锈钢增强Proto-Pasta PLA，称为“SS”。

在使用之前，将每个3D打印的珊瑚模型在海水中调理一周。在测试时，将3D打印的样品与天然鱼骨珊瑚的对照样品一起布置在海洋中。

P. damicornis和A. formosa珊瑚的3D打印的复制品。图片来自PLOS One

在第一项研究中，将雀鲷单独放入透明网状圆筒内的罐中，使其适应15分钟。习惯后，雀鲷被释放，并再观察15分钟。在这段时间里，研究人员寻找鱼与特定珊瑚的关联 - 当鱼静止或慢速游动时，珊瑚与珊瑚接近5厘米。如果鱼游走并返回到受欢迎的珊瑚片，也会记录。在进一步观察中，该团队检查了雀鲷的防御行为和寻求庇护的能力，确保他们在这些条件下不会出现异常行为。

在第二组测试中，将P. astreoides幼虫（一种耐寒的珊瑚物种）移液到不同的水族箱中。在14天的过程中研究了沉降，即幼虫对3D打印珊瑚模型之一的附着。

恢复珊瑚礁的有效手段？

两次观察的结果都表明，这两种物种都没有区分3D打印珊瑚和中性珊瑚。此外，当与人工环境接触时，雀鲷没有显示出什么不同的行为。

图表显示了雀鲷对3D打印珊瑚的偏好。图片来自PLOS One

特别是在珊瑚幼虫的情况下，“当提供3D打印的沉降表面时，astreoides显示出比没有沉降表面时明显更高的沉降。“幼虫的生长和死亡率与对照样本没有显着差异。

虽然目前人类对于天然珊瑚的修复仍有很长的路要走，但这些结果对于3D打印珊瑚的整合有着非常积极的意义。这些研究结果表明，本使用的3D打印模型本质上不会对珊瑚礁鱼类和珊瑚幼虫产生有害影响，从而进一步探索如何使用3D打印为我们提供有用的生态研究工具。“