Команда из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST, Саудовская Аравия) разработала и протестировала новую технологию для восстановления кораллов – 3D CoraPrint, – в которой используются экологически чистые и устойчивые фотоинициируемые чернила на основе карбоната кальция. По мере развития технологии ее можно будет использовать для быстрого и надежного создания опорных структур для роста кораллов, сообщает пресс-служба KAUST. Подробно разработка описана в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Коралловые рифы по всему миру страдают от потепления и загрязнения океанов. Сегодня при восстановлении рифов используются бетонные блоки или металлические каркасы в качестве субстратов для роста кораллов. В результате восстановление происходит медленно, потому что кораллы откладывают карбонатный скелет со скоростью всего несколько миллиметров в год.
Сейчас исследователи пробуют ускорить этот процесс с помощью 3D-печати. «Микрофрагменты кораллов быстрее растут на наших напечатанных или формованных поверхностях из карбоната кальция, которые мы создаем для их роста, потому что им не нужно создавать структуру из известняка под ними», – говорит Хамед Альбалави, один из ведущих авторов исследования.
Сама идея не нова. Исследователи протестировали несколько подходов к печати опорных структур кораллов. Однако в большинстве случаев использовались синтетические материалы. Сейчас пробуют внедрять и гибридные материалы, но команда KAUST пошла еще дальше: в технологии 3D CoraPrint ученые использовали экологически чистые фотоинициируемые чернила на основе карбоната кальция, которые не выделяют токсинов.
Как работает технология? На 3D-принтере печатается основа-«скелет» – и затем к нему прикрепляют микрофрагменты настоящего коралла, которые начинают колонизацию. Технология включает в себя два разных метода печати, оба из которых начинаются с отсканированной модели скелета коралла. В первом методе печатается основа, а затем оттиск используется для отливки кремниевой формы. Форма заполняется чернилами – получается окончательная структура. Во втором методе опорная структура печатается непосредственно с использованием чернил.
Эти два подхода предлагают дополнительные преимущества. Создание формы означает, что структуру можно легко и быстро воспроизвести, но процесс отвердевания ограничивает размер формы. Прямая печать происходит медленнее и с меньшим разрешением, но позволяет проводить индивидуальную настройку и создавать более крупные структуры.
[Фото: 2021 KAUST; ANASTASIA SERIN]
