通过模仿国家“礁石”的礁石结构应对海岸侵蚀和洪水

为了减少海岸侵蚀，洪水和暴风雨的破坏，五角大楼的研究资金部门正在寻求开发模仿珊瑚礁的结构，这种结构的建造速度可能比等待自然生物过程快几十年。

根据国家海洋与大气管理局（NOAA）的说法，珊瑚礁通过提供“抵御海浪，暴风雨和洪水的自然缓冲区，帮助防止生命，财产损失和侵蚀，”来保护海岸线。

通过Reefense计划，美国国防高级研究计划局（DARPA）希望开发混合生物学和工程学模仿珊瑚的结构，以保护沿海地区。

“通常需要数十年的生物结构构建，但防御结构将得到快速增强，但这可以在数月至数年内实现” –防御计划概述

该研究计划不仅希望快速构建模仿珊瑚礁的结构，而且使其具有自愈性，弹性并与不断变化的环境兼容。

根据Reefense计划概述，这些“居住结构”应能够“衰减而不是反射波能，同时与海平面上升保持同步”。

DARPA的混合方法结合了：

1. 具有生物相容性的工程基础结构具有以下特性，可提供耐用性和即时保护：

2. 一个健康的珊瑚礁生态系统，能够促进和维持造礁生物。

3. 整合技术，为那些石灰质造礁生物提供更大的环境适应力

通过结合上述领域的创新，“防御结构将通过通常需要数十年的生物结构构建而得到快速增强，但可以在数月至数年内实现”，根据该计划的描述。

“珊瑚礁需要清澈的水，以便阳光可以到达藻类细胞进行光合作用” – NOAA

大多数造礁珊瑚与光合作用藻共生。

根据NOAA的说法，珊瑚为藻类提供了生存的场所，藻类为藻类提供了藻类通过光合作用获得的葡萄糖，甘油和氨基酸，同时还产生了氧气，这有助于珊瑚去除废物。

为了使珊瑚繁茂，“珊瑚珊瑚需要清澈的水，以便阳光可以到达藻类细胞进行光合作用。”

去年，剑桥大学的研究人员能够开发3D打印的能够生长微藻的仿生珊瑚。

“像天然珊瑚一样，受珊瑚启发的结构在重新分配光方面非常高效” –剑桥研究

“我们的生物打印平台能够三维印刷光学可调光合材料模仿珊瑚组织并用微米级精度骨架形态，”科学家在他们的研究论文中写道：“仿生3D印刷珊瑚，”发表在 自然通信 上2020年4月9日。

“我们的生物打印平台能够以微米级的精度3D打印光学可调光合材料，该材料可模仿珊瑚组织和骨骼形态” –剑桥研究

根据剑桥大学的博客，“与珊瑚类似的结构，就像天然珊瑚一样，在重新分配光方面非常高效。”

但是，据TechCrunch称，“这并不意味着下一步就是超快地繁殖珊瑚-实际上，没有理由认为这实际上会导致珊瑚的恢复。另一方面，这种模拟可以使人们更好地了解珊瑚藻伙伴关系赖以生存的生态系统，以及如何培育这种生态系统。”

剑桥大学的团队正在寻找“从自然界复制和模仿这些策略以用于商业应用的方法”。