珊瑚是海洋生物的基础。它们形成了地球上最多样化的生态系统，因此有时也被称作“热带海洋森林”。它们充当了海洋中数十种物种的避难所、繁殖地和觅食区。如果它们消失，会极大地影响当地的生物多样性。然而，正如人类会造成污染和破坏一样，珊瑚也可以促进或补救更多的生命。这就是为什么经常有报道称，遇难旧船或沉船的混凝土结构可用于建造人造礁石，并具有巨大的发展潜力。在香港，研究人员正在致力于开发一种能够使用有机材料的3D打印结构，这可能会给海底世界带来全新的机遇。
珊瑚礁已经存在4.85亿年，占地面积共约284,300平方公里，相当于法国面积的一半。它们为至少25％的海洋物种提供了庇护所，其中包括鱼类、软体动物、蠕虫、甲壳类动物、海绵动物等。珊瑚礁通常生活在温暖清澈的水域，然而，目前世界各地的珊瑚礁正受到生活污水、海洋石油泄漏、沉积物积累、以及海洋温度升高的威胁。这种威胁令全世界的环保主义者忧心忡忡。以香港为例，海下湾海岸公园原本拥有构成全港礁石的珊瑚种类的四分之三以上，以及超过120种与珊瑚礁息息相关的鱼类。然而，由于多年来的生物侵蚀，使得它们逐渐恶化，再加上2015年至2016年之间的珊瑚白化事件以及大规模杀伤性死亡，已经使得当地珊瑚群落处于危险之中。
为此，香港大学建筑学院机器人实验室与香港大学太古海洋科学研究所展开合作，成立了一个珊瑚修复研究项目。该项目由香港渔农自然护理署（AFCD）委托进行，也是香港海下湾海岸公园正在进行的珊瑚修复管理措施的一部分。在过去，人造礁石是由塑料、混凝土或金属等污染物制成的。而现在，则可以选择使用环保材料来制成，例如陶瓷和赤陶土。香港大学的项目团队使用的3D打印技术，可以打印出针对不同环境（如泥沙沉积）的特定位置的可定制结构，从而提高生态修复的成功率。因此，海洋生物学家和建筑师团队开发了一系列3D打印的赤陶土珊瑚礁结构，以协助珊瑚修复，为退化地区提供结构复杂的基底。
3D打印的珊瑚礁砖的设计，旨在防止沉积物堆积，这是珊瑚礁的主要威胁之一。团队利用一种量身定制的算法来打印生物模拟图案，并与用于固定珊瑚碎片的空间整合在一起。 2020年7月初，由128块直径600mm、总占地面积约40平方米的珊瑚砖完成生产。这些珊瑚砖使用了赤陶土材料，并通过3D粘土打印机器人打印出，再以1125摄氏度烧制而成。该设计的灵感来自珊瑚特有的图案，并融合了一些针对香港水域的特征。 3D打印的珊瑚礁砖已于2020年7月，部署在公园内三个选定的地点，包括珊瑚滩，月亮岛，以及世界自然基金会海洋生物教育中心附近的一个受保护的海湾。
该项初步研究旨在针对三种珊瑚物种——鹿角珊瑚、扁脑珊瑚、以及雀屏珊瑚——所使用的单种培养、混合培养和多种培养的恢复方法进行调查研究。实验采用了不同的策略，选定了三种不同物种，以代表公园的历史、当前、未来的优势候选物种：轴孔珊瑚（Acropora），通常又被称为鹿角珊瑚，因其生长迅速，使其成为空间竞争物种；扁脑珊瑚（Platygyra），又被称为片脑纹珊瑚，能适应热应激，但会遭受生物侵蚀；雀屏珊瑚（Pavona），具有独特的板状生长形式，可适应沉积。项目团队还收集了有望恢复生命的机会珊瑚，这些珊瑚是被驱逐脱落的珊瑚碎片，如果没有人工干预，它们将难以生存。该项目为这些珊瑚碎片提供了第二次生长的机会。珊瑚碎片已于2020年7月移出栽种，明年将开始对该实验实行监测。
研究人员表示，希望这种制造人工珊瑚礁砖的新方法，能有助于更有效地恢复珊瑚和保护生物多样性，从而为当下正在全球进行的拯救大都市中退化的珊瑚礁系统的行动，做出重要贡献。
译者：严天姣
