新南威尔士大学用3D打印“生物庇护所”促进牡蛎生长，试点成功并计划全球推广

2025年8月27日，南极熊获悉，澳大利亚新南威尔士大学建筑环境学院的多学科研究团队自2016年起，采用3D打印技术为海洋生物开发出一种“庇护所”（BioShelter）。这种创新型珊瑚礁结构通过模拟自然形态，有效促进了牡蛎等海洋生物的生长。

该项目于2020年在澳新军团桥下完成首次试点，取得显著成效。仅六个月内，研究团队观察到新型结构成功吸引了包括牡蛎、海带、海藻及小型鱼类在内的多样海洋生物，为港口生态系统注入新的活力。

△采用机器人制造平台3D打印BioShelter塑料模具

3D打印生态海堤亮相悉尼

如今，随着初步试验的成功，生物庇护所项目正准备推出下一个项目：在悉尼格利伯街区的新悉尼鱼市建造一道永久性海堤。新南威尔士大学建筑研究学院下一代建筑制造中心主任M. Hank Haeusler教授表示：“试点项目的积极成果促使新悉尼鱼市委托我们为格利伯街区新建永久性海堤，进一步推动生态修复和可持续城市发展。”

生物庇护所的设计与制造充分融合了前沿3D打印技术和生态数据。团队首先通过计算设计软件，将海洋生物学数据转化为支持多物种共生的3D模型，并针对不同安装地点进行定制化优化。随后，采用机器人3D打印技术，利用回收聚合物材料制造大型模具，最后将掺有回收牡蛎壳骨料的混凝土浇筑成型，最大程度地提升结构的生态兼容性和可持续性。

由此产生的人工礁石结构可以组装成一面尺寸为6 x 2 x 0.9米的生物庇护墙（此尺寸需要25 块面板）。在混凝土材料中加入牡蛎壳可以促进牡蛎在人造岩石表面繁殖并产卵。海洋生物学家Nina Schaefer补充道：“滤食性动物依赖良好的水流，藻类需要光照和水分才能避免干燥，而蜗牛和螃蟹等移动物种则需要藏身之处。因此，设计必须考虑到水流在结构中的流动，并包含一些能够截水的功能，以及提供小型阴凉区域的庇护。”

△生物庇护所的设计允许牡蛎定居，并为其它海洋动植物提供安全的栖息地

拟全球推广并惠及陆地生物

虽然目前制造这些结构的工艺依赖于3D打印模具，但研究团队希望通过直接打印混凝土模板来简化制造流程。最终目标是扩大生物庇护所的工作流程，以便在全球范围内打印和安装这些结构。

Haeusler教授表示：“我们希望开发一个系统，让海洋生物学家能够将特定地点的信息输入程序，批准或修改设计，然后提交制造。我们已经开始商讨一个更大规模的装置，以振兴悉尼港的海堤。并且有可能借鉴这些原理，为其它陆地物种（例如哺乳动物、鸟类、蝙蝠和啮齿动物）设计和建造类似的人工栖息地，这些物种也需要家园。”

这个位于澳大利亚的珊瑚礁修复项目得到了Landcom和新南威尔士州政府的资助。它的目标与同样由新南威尔士大学海洋科学家参与的“活海堤”项目相似，但独特之处在于使用计算设计和机器人3D打印技术来创建定制结构。