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Wie bedrohte Korallenriffe dank 3D-Druck wohl bald gerettet werden können

Am 2. Mai 2022 von Bianca Z. veröffentlicht

Unsere Unterwasser-Bewohner und das Meer selbst haben in den vergangenen Jahren aufgrund von Umweltproblemen erheblich gelitten. Die globale Erwärmung und die beschleunigte Verstädterung in Küstengebieten haben dafür gesorgt, dass etliche Meeresbewohner an den Rand des Aussterbens gebracht worden sind. Ein alarmierendes Beispiel ist die besorgniserregende Situation der Korallenriffe. In einem neuen Versuch, das zerstörte Unterwasser-Ökosystem zu retten, haben Forscher von vier führenden israelischen Universitäten ein von ihnen entwickeltes 3D-Druckverfahren eingeführt, das zur Erhaltung von Korallenriffen beitragen soll

In diesem speziellen Projekt basiert das Modell auf der Struktur von Korallenriffen vor der südlichen israelischen Küstenstadt Eilat, aber die Forscher haben es natürlich auch auf andere Meeresumgebungen übertragen. Letztendlich hoffen sie, dass das Modell dazu beitragen wird, bedrohte Korallenriffe in der ganzen Welt wieder zu beleben. Natalie Levy, Doktorandin an der Bar-Ilan-Universität in Israel und eines der Mitglieder des Forschungsteams, erklärt: „Der rapide Rückgang der Korallenriffe hat die Notwendigkeit erhöht, interdisziplinäre Methoden zur Wiederherstellung der Riffe zu erforschen. Die Untersuchung der Frage, wie die biologische Vielfalt der Korallenriffe erhalten werden kann, ist ein zentrales Thema, aber es besteht auch ein dringender Bedarf, in Technologien zu investieren, die das Ökosystem der Korallen und unser Verständnis der Riffumgebung verbessern können.“

Korallenriffe im Golf von Eilat (Bild: Daviddarom)

Wie können die Korallenriffe gerettet werden?

Der 3D-Druck wird zunehmend als eine Möglichkeit angesehen, viele Probleme auf unserem Planeten zu lösen. Vor allem bei Korallenriffen wird er als eine Chance dargestellt, mit natürlicheren Materialien zu drucken und kostengünstigere, aber geometrisch komplexere Formen zu schaffen, die eine Grundlage für die Wiederherstellung von Korallenriffen bilden. Dabei wird das Korallenriff aus allen Blickwinkeln gescannt und aus Tausenden von fotografierten Bildern ein 3D-Modell erstellt.

Das ist jedoch noch nicht alles: Die Forscher setzen auch eine molekulare Methode ein, um genetische Umweltinformationen des Riffs zu sammeln und so genaue Daten über die Organismen zu erhalten. Diese Daten können dann mit anderen Parametern integriert werden, bevor sie in den Algorithmus der 3D-Technologie einfließen, der es ermöglicht, ein interaktives 3D-Modell des Riffs zu erstellen, das an die vorgesehene Umgebung angepasst werden kann.

Bild: Ofer Berman und Matan Yuval

Das gesamte Verfahren, das aus 3D-Scans, DNA-Proben aus der Umgebung und einem 3D-Druckalgorithmus besteht, ermöglicht eine eingehende und genaue Untersuchung der Daten des Riffs, die auch zur Überprüfung der Effektivität und Effizienz der Struktur nach ihrer Umsetzung verwendet werden können. Der Doktorand Ofer Berman von der Fakultät für Architektur und Stadtplanung des Technions ergänzte: „Der Einsatz des dreidimensionalen Drucks ermöglicht eine weitreichende Handlungsfreiheit bei den auf Algorithmen basierenden Lösungen in der Realität und die Übernahme einer nachhaltigen Produktion für die Entwicklung einer groß angelegten Meeressanierung.“

Die letzte Phase ist die Herstellung des keramischen Riffs. Im Gegensatz zu anderen Projekten, bei denen der 3D-Druck lediglich dazu dient, geeignete Grundlagen für das Wachstum von Korallen zu schaffen, wird bei diesem Projekt aktiv versucht, die Riffe selbst nachzubilden und sie zu Grundlagen für das weitere Leben in der Region zu machen. Dies wird die Artenvielfalt in dem Gebiet fördern und eine gesündere Meeresumwelt ermöglichen. Die Wissenschaftler haben sich dafür entschieden, die Riffe aus einer einzigartigen Keramik herzustellen, da diese unter Wasser natürlich porös ist. Dadurch sei sie sowohl als Baumaterial als auch für die Wiederherstellung des Gebietes ideal.

Alles in allem ist das Projekt eines der vielen Beispiele dafür, wie die Umwelt durch den Einsatz innovativer additiver Fertigungstechnologien und die Durchführung von Forschungsarbeiten gerettet werden kann. Wir alle sind uns einig, dass dies für die Zukunft unseres Planeten von großer Bedeutung ist. Sie können die wissenschaftliche Arbeit von ScienceDirect HIER nachsehen.

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*Titelbildnachweis: Jerry Reid

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