Бионические кораллы спасут рифы от вымирания

Распечатанные на 3D-принтере объемные структуры помогут уберечь коралловые рифы от постепенного исчезновения из-за загрязнения окружающей среды.

Коралловый риф — потрясающий пример природного симбиоза. Кораллы собирают и перераспределяют солнечный свет так, чтобы живущие в них водоросли могли добывать сахар через фотосинтез. Рифы — разнообразная и эффективная экосистема, к сожалению, находятся под угрозой вымирания из-за загрязнения биосферы парниковыми газами.

Исследователи из Кембриджского и Калифорнийского университетов решили спасать коралловые рифы с помощью технологии 3D-печати. В статье, опубликованной в Nature Communications, подробно описано, как бионические кораллы справились с ролью хозяев для живых водорослей.

Перед тем как распечатать коралл на 3D-принтере, ученые досконально изучили его структуру. Используя метод оптической когерентной томографии, напоминающей ультразвуковое «прослушивание» внутренних органов, исследователи создали трехмерную модель структуры живого коралла. 

a - Коралл Stylophora, обитающий на глубине около 10 метров на рифе Ватакоби, Восточный Сулавеси, Индонезия; b, c - Увеличенное изображение коралла.

Скелет и ткани бионических кораллов воспроизвели из полимерных гидрогелей, легированных наночастицами из целлюлозы. Оптические характеристики целлюлозы идеально подходят для имитации свойств живых кораллов по распределению света. 

d, e - снимки оптической когерентной томографии; f, g - искусственные кораллы

Из искусственных кораллов получились отличные «инкубаторы» для микроводорослей. Ученые отметили, что скорость роста водорослей в коралловых домиках была в 100 раз выше, чем у тех, кого поселили в стандартный питательный жидкий раствор. 

С помощью метода быстрой трехмерной биопечати, изначально разработанной для создания искусственных клеток печени, ученые надеются понять причины нарушения симбиотических связей у вымирающих коралловых рифов. Другое применение технологии — это выращивание биопродуктов для развивающихся стран. Сейчас исследователи работают над масштабированием разработанного способа.