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Riffe aus dem 3D Drucker?

Riffe aus dem 3D Drucker?

Terrakotta-Keramik wird seit Tausenden von Jahren verwendet, aber eine besondere Anwendung im 21. Jahrhundert verleiht dem Material einen völlig neuen Zweck.

Meereswissenschaftler und Architekten des Swire Institute of Marine Science (SWIMS) der Universität Hongkong (HKU) arbeiteten zusammen, um Terrakotta Kacheln, die als künstliche Riffe fungieren sollen, in 3D zu drucken.

Das Ergebnis ist ein hypnotisierender Strudel aus Linien, der sich wie eine gebrannte orangefarbene topografische Karte liest - und die natürlichen Muster der Koralle nachahmen soll.

80% weniger Korallen

Laut Green Power, einer in Hongkong ansässigen Umweltgruppe, hat die Präsenz von Korallen in Hongkong in den letzten Jahren abgenommen. Die Korallenpopulation ist in dem Gebiet in den letzten zehn Jahren um 80% zurückgegangen.

Das ist beunruhigend, da Korallenriffe zu den vielfältigsten und wertvollsten Ökosystemen der Erde gehören. Laut der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) beherbergen sie "mehr Arten pro Flächeneinheit als jede andere Meeresumwelt". Darunter Millionen von Arten, die noch entdeckt werden müssen.

Green Power führt den Rückgang auf eine Kombination aus globaler Erwärmung, Umweltverschmutzung, Netzfischerei und Wassersport zurück.

Hier kommen künstliche Riffe ins Spiel

Hier kommen vom Menschen geschaffene oder künstliche Riffe ins Spiel. Sie helfen bei der Wiederherstellung verloren gegangener Korallenpopulationen, indem sie eine Umgebung wiederherstellen, die für das Nachwachsen geeignet ist. Sie bestehen aus allem was man sich vorstellen kann. Von absichtlich versenkten Schiffswracks bis hin zu Zementskulpturen.

Das robotergestützte 3D-Druckverfahren bietet laut Teamleiter Christian Lange einzigartige Vorteile bei der Gestaltung und Herstellung künstlicher Riffe.

Es macht die Produktion einfacher und effizienter, da es dem Team ermöglicht, große Teile in kurzer Zeit zu erstellen. Außerdem ermöglicht es dem Team, Teile mit unterschiedlichen Designs und Funktionen herzustellen.

Zu diesem Zweck druckte das Team Terrakotta-Ton in 3D in ein Riffmuster und brannte es bei 1.125 Grad Celsius. Bisher haben sie so 128 Kacheln hergestellt. Jede Kachel hat einen Durchmesser von nur einem halben Meter.

Warum Terrakotta?

Es ist hoch porös mit einer "schönen Oberflächen-Mikrostruktur", an der sich Meeresorganismen anheften können. Und zudem eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Materialien wie Zement oder Metall, sagt das HKU-Team.

"Der 3D-Druck bietet den Vorteil, Objekte und Teile wesentlich kostengünstiger herzustellen. Der größte Vorteil besteht jedoch darin, dass jedes Objekt mit einem anderen Design bedruckt werden kann, ohne die Kosten zu erhöhen". Auf diese Weise können sie Fliesen entwerfen, die unterschiedliche Funktionen haben.

Während in dieser Pilotstudie alle Korallenfliesen identisch sind, wird das Team in der nächsten Iteration verschiedene Designs verwenden, um herauszufinden, wie sie sich auf die Art auswirken. Die Designs können auch spezifisch auf die Umgebung und die Unterwasserbedingungen abgestimmt werden.

Neu gefliester Meeresboden

Und da die Kacheln ineinander greifen wirken sie, als sei der Meeresboden neu gepflastert und renoviert worden. In gewisser Weise ist dies auch der Fall. Das Design der Rifffliesen bietet ein "strukturell komplexes Fundament", das den Korallenfragmenten viele Ecken und Winkel zum Verankern bietet. Außerdem verhindert es die Ablagerung von Sedimenten, die eine große Bedrohung für Korallen darstellen.

Das ist erst der Anfang

Das Team platzierte die Riffkacheln, die mit Korallenfragmenten übersät sind, im vergangenen Juli an drei Stellen im Hoi Ha Wan Marine Park in Hongkong auf einer Fläche von etwa 40 Quadratmeter. Die Forscher werden das Korallenwachstum auf den Fliesen in den nächsten zwei Jahren beobachten.

Dies ist erst der Anfang des Projekts: Das Team plant, neue Fliesendesigns zu entwickeln und die Wiederherstellung des Meeresbodens in dem Gebiet weiter auszubauen.

(Quelle: https://www.fastcompany.com, Bilder: Christian J. Lange / HKU )

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 Die Terrakotta Fliesen aus dem 3D Drucker