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

2025年8月27日，南極熊獲悉，澳大利亞新南威爾士大學建筑環(huán)境學院的多學科研究團隊自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(nèi)，研究團隊觀察到新型結(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。

△采用機器人制造平臺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(qū)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?yōu)楦窭謪^(qū)新建永久性海堤，進一步推動生態(tài)修復(fù)和可持續(xù)城市發(fā)展?！?br />

生物庇護所的設(shè)計與制造充分融合了前沿3D打印技術(shù)和生態(tài)數(shù)據(jù)。團隊首先通過計算設(shè)計軟件，將海洋生物學數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(yōu)化。隨后，采用機器人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(chǎn)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(shè)計必須考慮到水流在結(jié)構(gòu)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(qū)域的庇護?！?br />

△生物庇護所的設(shè)計允許牡蠣定居，并為其它海洋動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(nèi)打印和安裝這些結(jié)構(gòu)。

Haeusler教授表示：“我們希望開發(fā)一個系統(tǒng)，讓海洋生物學家能夠?qū)⑻囟ǖ攸c的信息輸入程序，批準或修改設(shè)計，然后提交制造。我們已經(jīng)開始商討一個更大規(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（例如哺乳動物、鳥類、蝙蝠和嚙齒動物）設(shè)計和建造類似的人工棲息地，這些物種也需要家園?！?br />
這個位于澳大利亞的珊瑚礁修復(fù)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(shè)計和機器人3D打印技術(shù)來創(chuàng)建定制結(jié)構(gòu)。