По всему миру дизайнеры, инженеры, исследователи и художники обращаются к 3D-печати как к мощному инструменту для восстановления окружающей среды и регенеративного производства. Когда-то аддитивное производство рассматривалось в первую очередь как технология прототипирования, но теперь оно позволяет создавать решения, которые поддерживают биоразнообразие, восстанавливают хрупкие экосистемы и укрепляют природоохранные инициативы в самых разных местах — от пустынь и лесов до рек и коралловых рифов. От протезов дуплам деревьев до биоразлагаемых укрытий для молодых растений — эти проекты демонстрируют, как цифровое проектирование и изготовление с учётом местных особенностей могут решать экологические проблемы с высокой точностью и экологичностью.

Искусственные дупла в Австралии

Макконнелл Доуэлл совместно с компанией Inland Rail и исследователями из Мельбурнского университета разработал и установил 18 искусственных дупел для поддержки исчезающих видов птиц и млекопитающих в центральной части штата Виктория. Проект, созданный с использованием лазерного сканирования естественных дупел, передового компьютерного моделирования и инновационных материалов, таких как 3D-печатная древесина и мицелий, представляет собой более долговечную и биологически подходящую альтернативу традиционным скворечникам. Это первая в мире инициатива такого рода, которая демонстрирует, как современные производственные технологии могут быть интегрированы в крупные инфраструктурные проекты для улучшения состояния окружающей среды. Ранний мониторинг уже помогает исследователям понять поведение видов и предоставляет ценные данные, которые могут лечь в основу будущих крупномасштабных стратегий по восстановлению среды обитания.

(Фото: Макконнелл Доуэлл)

Прототип морской среды обитания, напечатанный на 3D-принтере

На Всемирном дизайнерском конгрессе в Лондоне компания Zaha Hadid Architects и D-Shape представили Nereid — цифровую морскую среду обитания, призванную помочь в восстановлении прибрежных экосистем, в частности в морском парке Северный Лантау в Гонконге. Проект направлен на стимулирование роста фитопланктона и моллюсков, питающихся фильтрами, которые составляют основу морской пищевой цепи, и решение проблемы утраты биоразнообразия, вызванной изменением климата, урбанизацией и загрязнением окружающей среды. Используя 3D-печать с применением бетона с низким уровнем выбросов и материалов с нейтральным уровнем pH, компания Nereid воспроизводит естественную текстуру и пористость коралловых рифов, создавая безопасные биомиметические структуры, которые можно устанавливать в различных прибрежных зонах.

(Фото предоставлено ZHA)

TreeSoil — напечатанное на 3D-принтере укрытие для будущих деревьев

Выращивание деревьев и растений может быть сопряжено с большими трудностями в некоторых регионах, особенно в засушливых районах. Их развитие на ранних этапах происходит медленно, поэтому их необходимо защищать. На этом и основан проект TreeSoil. Он представляет собой почвенные укрытия, созданные с помощью 3D-печати, в частности с использованием роботизированной руки. Проект, разработанный в Израиле исследовательской лабораторией топологии материалов Техниона, направлен на защиту молодых деревьев от ветра, солнца и других факторов окружающей среды, которые могут препятствовать их росту. Укрытие изготовлено из смеси глины, песка, органических волокон и целлюлозы. После печати его оставляют высыхать естественным образом, а затем собирают вокруг молодого дерева без использования клея. Это делает его полностью биоразлагаемым и способным со временем разрушаться. После того как дерево созревает, его крона естественным образом распадается, а питательные вещества возвращаются в почву.

(Фото: Эдо Асулин)

Плитка из Коралловых рифов

Archireef восстанавливает поврежденные рифы с помощью терракотовых плиток, напечатанных на 3D-принтере и по форме напоминающих поверхности, на которых естественным образом оседают кораллы. Плитки имеют мягкие изогнутые края, которые позволяют молодым фрагментам кораллов надежно закрепиться в первые недели, когда они наиболее уязвимы. В рамках проекта Sino Group в Гонконге команды уложили сотни таких плиток на изношенный участок морского дна, создав новую опору для кораллов, рыб и других морских обитателей. Поскольку плиты лёгкие и модульные, дайверы могут переносить и укладывать их вручную, не используя тяжёлое оборудование в и без того уязвимой зоне. Такой подход соответствует реалиям восстановления рифов. Восстановление происходит медленно, и конструкция не пытается ускорить этот процесс. Вместо этого плиты создают прочную основу, на которой экосистема может восстанавливаться постепенно, по одному фрагменту за раз.

(Фото: Archireef)

Les Utopies Entomologiques: керамические домики для насекомых и мелких диких животных

Художник Рафаэль Эмин завершил этот необычный проект по созданию мест обитания для насекомых и мелких диких животных в лесах. В сотрудничестве с компанией WASP, занимающейся 3D-печатью, Эмин разработал конструкции, вдохновлённые природой. Для создания маленьких домиков они использовали структурные узоры, встречающиеся в пчелиных сотах, паутине червей и пауков, растительных фракталах и геодезических минеральных образованиях. В результате получился ряд небольших архитектурных чудес с туннелями, галереями, балконами и коридорами, которые создают для существ динамичную среду обитания. Эмин создал две инсталляции по этим проектам: одну в 2023 году, а другую в 2024 году, используя WASP 40100 LDM и Delta WASP 2040 Clay. Они были установлены в парке Мезон Бланш в Марселе, Франция.

(Фото: Рафаэль Эмин, yankodesign.com)

Пустынный ковчег для восстановления лесов в Китае

«Пустынный ковчег» — это проект китайской дизайн-студии designRESERVE, который также демонстрирует, как 3D-печать может способствовать восстановлению окружающей среды в экстремальных регионах. Комплекс, установленный в пустыне Тенгер во Внутренней Монголии, Китай, состоит из девяти 3D-печатных модулей из смеси цемента и песка, предназначенных для размещения волонтёров, занимающихся восстановлением лесов в этом районе. Компоненты производятся за пределами объекта, чтобы обеспечить высокое качество печати, а затем транспортируются в пустыню, где их можно собрать всего за два дня без необходимости в глубоких земляных работах. Каждый модуль предназначен для определённой цели, например для отдыха, приготовления пищи, приёма пищи или санитарных нужд. Он имеет волнообразную форму и изолированные стены, способные выдерживать температуру от –30 °C до 45 °C. Модули расположены вокруг центральной террасы, оборудованной выдвижным навесом и солнечными батареями, поэтому в Desert Ark есть всё необходимое для проведения экологических работ в отдалённых районах.

(Фото: Хуэр Линь, Юн Ху, команда ATDEF/designboom)

Коралловые скелеты из карбоната кальция, напечатанные на 3D-принтере

Исследователи из KAUST разработали новый метод 3D-печати, направленный на ускорение восстановления коралловых рифов. Вместо того чтобы использовать традиционные бетонные или металлические подложки, команда создала экологически чистые структуры из карбоната кальция, которые имитируют естественные коралловые скелеты и дают микрофрагментам кораллов преимущество в росте. Их метод CoraPrint использует отсканированные геометрические формы кораллов и специальный карбонат кальция смола для создания нетоксичных, высокодетализированных подложек, на которые можно высаживать живые фрагменты кораллов. Первые испытания в аквариумах показали многообещающие результаты, что позволяет считать этот метод потенциальным шагом вперёд в деле устойчивого восстановления рифов. Теперь команда планирует провести расширенные полевые испытания, которые помогут определить, как эти напечатанные конструкции ведут себя в реальных условиях океана и способствуют ли они долгосрочной устойчивости рифов.

(Фото: KAUST/Анастасия Серин)

C-экология: керамические экосистемы для рек

Концепция C-экологии, разработанная студентами Тунхайского университета, предполагает использование керамических модулей, напечатанных на 3D-принтере, для создания искусственных экосистем, подобных коралловым рифам, которые помогают оживить городские реки. Эти экологичные конструкции, адаптируемые к водным путям разного размера, создают среду обитания для водных видов, улучшая циркуляцию воды и поддерживая экологический баланс. Студенческая команда, уже признанная номинантом премии Green Concept Award 2022, сейчас находится на этапе планирования реализации концепции в реальных условиях на реке, чтобы продемонстрировать, как аддитивное производство может способствовать созданию инновационных и экологичных решений для городских водных ресурсов. В случае успешной реализации система может стать масштабируемой моделью для городов, которые ищут природные решения для восстановления биоразнообразия в сильно изменённых или загрязнённых водоёмах.

(Фото предоставлено Университетом Тунхай / Green Project Award)

Источник