CÁC NHÀ NGHIÊN CỨU CỦA TRƯỜNG ĐẠI HỌC HONG KONG PHÁT TRIỂN GẠCH TERRACOTTA IN 3D ĐỂ KHÔI PHỤC LẠI RẶNG SAN HÔ
Ngày tạo: 26/01/2021 4:43:17 CHMột nhóm các kiến trúc sư và nhà khoa học tại Đại học Hồng Kông (HKU) đã phát triển một phương pháp mới để sửa chữa một rạn san hô ở Công viên biển Hoi Ha Wan gần đó.
Các nhà nghiên cứu đã thiết kế và in 3D 128 viên gạch đất sét hình lục giác với cấu trúc phức tạp được làm theo yêu cầu riêng để khuyến khích sự gắn kết của san hô và triển khai chúng ở ba địa điểm xung quanh vịnh. Rạn san hô nhân tạo của HKU sẽ được theo dõi trong 18 tháng tới để đảm bảo sự tồn tại của nó, nhưng nhóm nghiên cứu hy vọng rằng nó có thể đại diện cho một phương pháp hiệu quả để ngăn chặn sự suy thoái của các rạn san hô trong khu vực.
Ba loại gạch in 3D khác nhau được sử dụng để gắn san hô. Ảnh qua Đại học Hồng Kông.
Mối đe dọa ngày càng tăng đối với Công viên biển Hoi Ha Wan
Năm 2018, bão Mangkhut quét qua bán đảo San Kung của Hồng Kông, phá hủy 80% san hô của Hoi Ha Wan trong quá trình này. Những cơn gió, được cho là lên tới 155 dặm / giờ, đã phá hủy hệ sinh thái biển đang phát triển ở đó và có thể mất nhiều thế hệ để rạn san hô phục hồi.
Hiện nay, với nguy cơ xói mòn sinh học ngày càng gia tăng, khả năng sống sót của Công viên biển, chiếm 75% tổng số san hô tạo rạn ở Hồng Kông, đang bị đe dọa. Để bảo vệ tốt hơn công viên, và giảm mức độ suy giảm sinh thái ở đó, Bộ Nông nghiệp, Ngư nghiệp và Bảo tồn Trung Quốc (AFCD) đã triển khai một dự án cứu hộ.
Trong chương trình, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Biển Swire của trường đại học và Phòng thí nghiệm Chế tạo Robot đã kết hợp chuyên môn của họ và làm việc cùng nhau để phát triển một phương pháp phục hồi san hô mới. Sau khi xác định khả năng sống sót của san hô rời là yếu tố chính dẫn đến sự suy giảm của rạn san hô, nhóm nghiên cứu đã phát triển ba bộ gạch đất nung khác nhau với hình dạng mô phỏng môi trường sống tự nhiên của san hô.
Các cấu trúc dựa trên đất sét đã được triển khai tại ba địa điểm trong bán kính 40 mét của công viên, bao gồm Bãi biển San hô và Quần đảo Mặt trăng gần đó, cũng như một vịnh có mái che gần Trung tâm Sinh vật biển WWF. Sử dụng gạch đất nung mới của họ, nhóm nghiên cứu đã nhằm mục đích tạo ra một cơ sở cứng cho san hô dựa vào thay vì đáy biển đầy cát, ngăn chúng trôi đi và cải thiện cơ hội sống sót của chúng.
Nhà khoa học hàng hải David Baker giải thích: “Cát thực sự không tốt cho san hô vì nó có thể di chuyển và chôn vùi hoặc sục sạo các mô mỏng của san hô,” nhà khoa học hàng hải David Baker giải thích, ngay trước khi gạch được thả xuống biển. “Hy vọng của chúng tôi là những viên gạch này sẽ tạo ra một nền tảng vững chắc để san hô đạt được kích thước bền vững.
Gạch đất nung in 3D bằng máy in 3D Robotic Clay. Ảnh qua Đại học Hồng Kông.
Sáng tạo dựa trên đất nện của đội Hồng Kông
Vào năm 2016, để sửa chữa địa điểm, AFCD đã khởi động một dự án tương tự sử dụng lưới nhựa và các mảnh vỡ của các mô sống khỏe mạnh. Tuy nhiên, lần này, họ đã tiến thêm một bước và sử dụng in 3D để thay thế. Tận dụng quy trình in dựa trên đất sét, nhóm nghiên cứu đã có thể sử dụng các vật liệu thân thiện với môi trường hơn bê tông hoặc kim loại thông thường để tạo ra gạch của họ và điều này ngăn họ gây ra bất kỳ thiệt hại nào thêm cho rạn san hô.
Tổng cộng 128 viên gạch đã được sản xuất cho sứ mệnh, sử dụng kết hợp vật liệu đất nung, hệ thống đất sét robot và lò nung, trong đó chúng được nung ở nhiệt độ 1125 ℃. Mỗi cấu trúc, có chiều ngang 65cm và nặng 20kg, được gắn sáu 'chân' để tránh trầm tích và có một lớp chín để tạo điều kiện cho san hô bám vào.
Các cấu trúc sau đó đã được gieo mầm bằng một trong ba mảnh vỡ từ các loài san hô phổ biến nhất trong vịnh, bao gồm các phân nhánh ‘stalhorn’, Platygrya ‘brain’ và các dạng thuộc địa Pavona foliose ‘mạ’. Với quá trình gieo hạt này, các nhà nghiên cứu đã có thể làm cho san hô trông giống như các loài tự nhiên của chúng, và tạo ra một môi trường sống đa dạng, trong đó các loài sinh vật biển khác cũng có thể phát triển thịnh vượng.
Đánh giá ô in 3D của nhóm
Cuối cùng, nhóm nghiên cứu nhằm mục đích kiểm tra gạch của mình thông qua đánh giá độc canh, đa canh và hỗn hợp văn hóa. Các nhà nghiên cứu sẽ kiểm tra phản ứng của một địa điểm cụ thể với một mảnh của loài san hô, sau đó nhiều mảnh sẽ được đánh giá, trước khi kiểm tra lần cuối, nơi tất cả chúng được kiểm tra cùng nhau.
Các nhà nghiên cứu cũng sẽ thực hiện kiểm tra hàng quý trong 18 tháng tới, trong đó họ sẽ thu thập và kiểm tra dữ liệu từ các ô gạch để xác định các mẫu. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu hy vọng rằng phương pháp phục hồi gạch đá ngầm mới của họ sẽ giúp khôi phục rạn san hô ở Hoi Ha Wan, và đóng góp vào nỗ lực rộng lớn hơn để cứu các hệ thống biển trong khu vực.
Baker cho biết: “Thật đáng khích lệ khi chúng tôi thấy nhiều loài như cá nhỏ và cua trú ẩn trong các lớp gạch ngay khi chúng chạm vào đáy biển. “Hy vọng của tôi là chính phủ sẽ cho phép chúng tôi trồng các rạn san hô mà trong cuộc sống của tôi có thể là điểm nóng đa dạng sinh học quan trọng, các điểm lặn thú vị và góp phần làm tăng lượng san hô ở Hồng Kông.”
Các nhà nghiên cứu đặt các tấm gạch trên đáy biển để gắn san hô. Ảnh qua Đại học Hồng Kông.
In 3D và bảo vệ các rạn san hô
In 3D liên tục được các nhà nghiên cứu sử dụng trong những năm gần đây để duy trì các khu vực bao quanh động vật hoang dã biển thông qua việc khuyến khích sự phát triển của tảo, in hạt giống và theo dõi trên diện rộng.
Trong một cuộc phỏng vấn với ngành In 3D, Aric Bickel, Giám đốc Điều hành tại SCORE International đã giải thích những ưu điểm của các đơn vị hạt giống in 3D. Theo Bickel, sản xuất phụ gia đã cho phép SCORE nhanh chóng tạo mẫu thiết kế của họ và “về cơ bản tạo ra bất cứ thứ gì họ có thể nghĩ ra”.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge và UC San Diego đã nghiên cứu cấu trúc san hô sinh học in 3D có khả năng phát triển cộng đồng tảo cực nhỏ. Độ chính xác nội tại của quá trình sản xuất phụ gia cho phép các nhà nghiên cứu bắt chước chính xác cấu trúc phức tạp của san hô.
Trong một diễn biến khác, các nhà khoa học từ Đại học Đại Tây Dương Florida (FAU) và Văn phòng Hải quân Hoa Kỳ đã nghiên cứu ra những con sứa robot mềm in 3D có khả năng theo dõi các rạn san hô mỏng manh. Nghiên cứu của nhóm nhấn mạnh rằng “nhiều loài động vật sống dưới nước khác nhau đã cung cấp nguồn cảm hứng cho các tính năng thiết kế rô bốt mới lạ”.
Nguồn: 3dprintingindustry
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d
.jpg)
.jpg)