剑桥大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员3D打印了受珊瑚启发的结构，这些结构能够生长密集的微藻种群。他们在Nature Communications杂志上报告的结果，为新的仿生材料及其在珊瑚保护中的应用打开了大门。
在海洋中，珊瑚和藻类有着复杂的共生关系。珊瑚为藻类提供栖息地，而藻类通过光合作用为珊瑚生产糖分。这种关系负责地球上最多样化和最富有成效的生态系统之一，珊瑚礁。
首席作者Daniel Wangpraseurt博士，剑桥大学化学系的玛丽·居里研究员表示：“珊瑚在收集和利用光线方面非常高效。在我们的实验室中，我们正在寻找方法，复制和模仿这些自然策略用于商业应用。”
Wangpraseurt和他的同事们3D打印了珊瑚结构，并用它们作为藻类生长的孵化器。他们测试了各种类型的微藻，发现生长率比标准液体生长介质高100倍。
为了创造自然珊瑚的复杂结构，研究人员使用了最初为人工肝细胞生物打印开发的快速3D生物打印技术。
受珊瑚启发的结构在重新分配光线方面非常高效，就像自然珊瑚一样。只使用了生物相容性材料来制造3D打印的仿生珊瑚。
研究负责人Silvia Vignolini博士表示：“我们开发了一种由聚合物凝胶和掺杂有纤维素纳米材料的凝胶组合而成的人工珊瑚组织和骨骼，以模仿活珊瑚的光学特性。纤维素是一种丰富的生物聚合物；它在散射光方面非常出色，我们使用它来优化光合作用藻类的光线传递。”
团队使用了光学相干断层扫描，一种类似于超声波的光学模拟，来扫描活珊瑚并利用模型进行他们的3D打印设计。定制的3D生物打印机使用光在几秒钟内打印珊瑚微观结构。打印的珊瑚复制了自然珊瑚的结构和光收集特性，为活微藻创造了一个人工宿主微环境。
Wangpraseurt表示：“通过复制宿主微环境，我们还可以将我们的3D生物打印珊瑚用作珊瑚-藻类共生系统的模型系统，这在珊瑚礁衰退期间共生关系破裂的理解中是迫切需要的。我们的新技术有许多不同的应用。我们最近创建了一家公司，名为mantaz，使用受珊瑚启发的光收集方法在发展中国家培养藻类用于生物产品。
我们希望我们的技术是可扩展的，以便它能够对藻类生物部门产生真正的影响，并最终减少导致珊瑚礁死亡的温室气体排放。”