一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料及其制备方法

1.本发明涉及海洋生物工程技术领域，更具体的说是涉及一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料及其制备方法。

背景技术：

2.珊瑚礁生态系统在地球生态系统中占据极其重要的地位，虽然珊瑚礁覆盖面积仅占全球海床面积的0.1％～0.5％，但在珊瑚礁生态系统中的生物总数却高达海洋生物总数的34％，生物数量庞大，珊瑚礁因此被称为“海洋中的热带雨林”，为人类提供了丰富的渔业资源、旅游观光资源、和防风抗浪海岸生态服务。然而，在近几十年里，工农业排海污染物和海洋休闲旅游等活动引起的海洋环境恶化却给珊瑚礁生态系统带来了灾难性破坏，全球范围内珊瑚礁出现大规模退化、白化甚至死亡等现象，目前全球珊瑚礁至少20％已退化或消失，另有约50％受到不同程度的威胁，且预计到2030年，全球近70％的珊瑚礁将会发生白化事件。
3.为了缓解珊瑚礁破坏带来的不良后果，珊瑚礁保护活动在全球范围内也受到越来越广泛的关注和重视，多种措施，如设立珊瑚礁保护区、珊瑚礁修复等也不断得到实施。根据珊瑚礁的受损程度，可采用生境整治、自然修复、珊瑚移植等方式进行珊瑚礁修复，其中珊瑚移植对破坏较为严重的地区更为适用，其指通过人工手段将珊瑚活体移种到受损珊瑚礁上，人为增加珊瑚数量，促进珊瑚礁生态系统修复。人工移植过程中，首先需提供可供珊瑚附着生长的基底材料，目前报道的基底材料主要有水泥、钢铁、高分子聚合物(如聚氯乙烯)、天然石料(如火山岩、玄武岩)等，这些材料对珊瑚均没有吸引能力，移植的珊瑚需要数月的时间才能将其组织和骨骼生长至珊瑚礁上，且在生长过程一旦出现移动，珊瑚就需要重新在它同珊瑚礁底质的接触点上构建骨骼和组织，成本高且收效甚微，而且可能对环境产生二次污染。为此，构建一种能吸引珊瑚水螅体主动附着、并能引导其在其表面变态、生长繁殖的珊瑚基质材料，将极大地提高珊瑚礁修复效率。
4.目前珊瑚生长相关研究表明，某些信息素(如神经肽、多巴胺、左旋多巴胺、肾上腺素等)对珊瑚水螅体具有较好的诱导附着和变态能力，另有报道表明甲壳珊瑚藻(cca)对促进珊瑚水螅体附着和变态效果尤其显著，对cca提取物及cca表面生物膜化学成分研究发现，cca中的甘油糖脂、生物多糖和功能分子四溴吡咯是cca促进珊瑚水螅体附着变态的主要原因，且cca和四溴吡咯共存时效果更明显。由此可见，构建含有生物多糖和信息素(如神经肽、多巴胺、左旋多巴胺、肾上腺素、四溴吡咯等)的珊瑚礁修复基质材料将有助于珊瑚礁修复过程中珊瑚水螅体的主动附着变态及生长。由于信息素对珊瑚水螅体生长所需浓度较低，且信息素在海洋环境中存在化学结构不稳定等问题，对信息素进行保护和控制释放对保证珊瑚礁修复材料结构稳定和珊瑚礁修复效果具有重要意义。
5.对珊瑚生长习性研究表明，珊瑚水螅体对附着表面的颜、形貌和化学成分有一定偏好，如珊瑚水螅体更喜好红，对红(或红橙)有较高的沉降反应；珊瑚生长需要ca等元素以促进珊瑚卵的发育生长；比表面积大、表面具有与珊瑚水螅体大小相适应的孔隙
更有利于珊瑚水螅体附着生长。因此，构建具有符合珊瑚水螅体喜好颜、化学成分和孔隙大小等结构特征是制备珊瑚礁修复材料需要重要考虑的内容。
6.专利cn202110703716.8公开了一种利于诱导珊瑚附着的仿鹿角珊瑚礁材料及其制备方法，该材料按重量份计算，包括以下组分：白水泥50-150份、壳聚糖5-15份、氧化铁红5-15份、南方团扇藻0.5-2.5份、盐酸多巴胺0.005-0.030份、碳酸钙10-30份、碳酸氢钙10-30份、水30-80份、发泡剂0.1-0.5份，油漆固化剂1-3份、水泥固化剂1-3份。
7.上述发明从珊瑚礁化学成分和孔隙结构方面模拟制备了一种高效的高强度的仿鹿角珊瑚礁材料，但该材料中的盐酸多巴胺直接添加到基质材料表层中，释放快且在海洋弱碱性条件下则易被逐渐氧化失效，另外，其仅存在于材料表层，对进入孔隙内部的水螅体不能产生影响，珊瑚礁修复效果会有所降低。
8.因此，如何实现珊瑚礁修复基质材料中珊瑚信息素的保护和控制释放、并进一步提高材料本体中信息素的均匀分布是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

9.有鉴于此，本发明提供了一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料及其制备方法。采用微胶囊技术对珊瑚信息素进行包埋保护及缓控释放，并将珊瑚信息素微胶囊添加到具有类珊瑚礁结构的材料中，制备得到对珊瑚具有主动吸引能力，且能促进珊瑚附着、变态的珊瑚礁修复材料，对珊瑚礁及海洋生态环境具有重要的材料及技术支撑作用。
10.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
11.一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料，按重量份数计，包括以下成分：水50-80份、发泡剂0.3-0.5份，生物多糖8-15份、白水泥100-150份、着剂2.5-15份、信息素微胶囊0.2-0.7份、碳酸钙20-30份、碳酸氢钙20-30份、水泥固化剂2-3份。
12.优选的，所述白水泥为p.o42.5普通白水泥；所述发泡剂是植物发泡剂、动物发泡剂、混合发泡剂中的任一种。
13.上述优选带来的有益效果为：在发泡剂作用下，按适当配比及搅拌速度、时间，可以形成与天然珊瑚礁孔隙结构相似、强度合适的珊瑚礁修复基质材料
14.优选的，所述着剂为氧化铁红、食用赤素中的任一种。
15.上述优选带来的有益效果为：添加红着剂可以使珊瑚礁修复材料呈红，珊瑚水螅体喜好在红表面附着，有利于珊瑚继续在珊瑚礁修复材料表面变态、生长。
16.优选的，所述生物多糖为壳聚糖或羧甲基壳聚糖中的任一种。
17.上述优选带来的有益效果为：生物多糖和信息素配合使用可以有效模拟cca化学成分，促进珊瑚水螅体的附着变态。
18.本发明的另一个目的在于提供上述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
19.步骤1：将水、生物多糖、发泡剂用搅拌器混合均匀，形成均匀含泡溶液；
20.步骤2：将碳酸钙、碳酸氢钙、水泥、信息素微胶囊、水泥固化剂用搅拌机混合均匀，形成均匀固料；
21.步骤3：将步骤1得到含泡溶液和步骤2得到的固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在烘箱中培养，得到所述珊瑚礁修复材料。
22.优选的，根据着剂的水溶解性，水溶性着剂在步骤1中加入，水不溶性着剂在步骤2中加入。
23.上述优选带来的有益效果为：根据着剂的溶解性不同，分别在步骤1或步骤2中添加，可以形成化学成分及孔隙结构更均匀的修复材料。
24.优选的，步骤1中所述发泡剂发泡的气泡直径为0.1-0.5mm，所述气泡的体积占步骤1中所得溶液体积的200-350％。
25.上述优选带来的有益效果为：发泡剂用量和气泡直径决定修复材料成型后的孔隙大小、孔隙率和力学性能，从而决定珊瑚水螅体的可附着性和材料在海洋环境的抗风浪等使用性能，此条件下所得性能与天然珊瑚礁最相似。
26.优选的，其特征在于，步骤1中所述搅拌器的搅拌速度为400-800r/min，时间为3-6min；步骤2中所述搅拌器的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-3min；步骤3中所述搅拌器的搅拌速度为100-200r/min，时间为1-3min。
27.上述优选带来的有益效果为：保证体系能形成直径大小和体积比例合适的气泡，提高材料各组分的均匀分布程度，使最后所得珊瑚修复材料具有更好的成型性与更强的力学性能。
28.优选的，步骤3中所述烘箱内温度为40℃，培养时间为18-30h。
29.上述优选带来的有益效果为：可以在适当温度和时间经济可行地得到力学性能符合要求的材料
30.优选的，步骤1中所述珊瑚信息素微胶囊的制备方法包括以下步骤：
31.s1：向0.5-1g甲基纤维素加入25-50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液，记为mc1；向mc1溶液搅拌加入0.1-0.2g信息素溶液，待搅拌均匀后在8000-10000r/min条件下匀质8-10min，得到mc-信息素混合液；
32.s2：将0.5-1g壳聚糖加入20-40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液，然后将cs溶液逐滴加入到mc-信息素混合液中，在8000-10000r/min下匀质8-10min，得mc-信息素-cs混合液；
33.s3：进一步向0.5-1g甲基纤维素加入25-50ml去离子水，搅拌至完全溶解，得到另一份mc溶液，记为mc2，并将所得mc2溶液滴入到mc-信息素-cs混合液中，在8000-10000r/min下匀质8-10min，制成混合乳液；
34.s4：将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为信息素微胶囊；
35.其中，喷雾干燥条件为：进风温度210℃，通针2s
–1，蠕动泵转速60r/h，风机80。
36.上述优选带来的有益效果为：此条件下干燥效果最佳，得到包封率、载药量和样品收率高的微胶囊。
37.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
38.1)本发明成功实现了采用微胶囊技术对珊瑚信息素进行包埋保护，提高了信息素在海洋环境的稳定性；
39.2)采用微胶囊技术实现对信息素的缓控释放，可在长时间内维持珊瑚礁修复材料中信息素有效浓度，提高珊瑚礁修复材料的长效性；
40.3)将珊瑚信息素微胶囊添加到具有类珊瑚礁结构的材料中，所得珊瑚礁修复材料
对珊瑚具有主动吸引能力、且能有效促进水螅体变态，为珊瑚礁修复提供先进功能材料；
41.4)本材料制备工艺简单、形成的材料整体结构均匀、孔隙大小适合珊瑚水螅体出入，有利于珊瑚水螅体主动附着生长；
42.5)珊瑚礁修复材料具有与珊瑚礁类似孔隙结构、化学成分和力学性能，且成分天然无毒，对珊瑚礁修复效果好、环境效益高。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
44.图1为本发明提供的珊瑚礁修复材料(a)和珊瑚礁样本(b)。
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.实施例1
47.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g左旋多巴胺(l-dopa)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-dopa混合液将1g壳聚糖(cs)加入40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-dopa混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-dopa-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-dopa-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为dopa微胶囊。
48.取60g水、0.4g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入13.5g壳聚糖，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间3min，形成均匀含泡溶液；称取28g碳酸钙、22g碳酸氢钙、125g白水泥、12.5g氧化铁红、0.514gdopa微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀浅红固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间2min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料dopa-1。
49.实施例2
50.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g多巴胺(da)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-da混合液将1g壳聚糖(cs)加入40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-da混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-信息素-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-da-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳
液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为da微胶囊。
51.取80g水、0.5g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入15g壳聚糖，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间5min，形成均匀含泡溶液；称取30g碳酸钙、30g碳酸氢钙、150g白水泥、15g氧化铁红、0.57gda微胶囊和3g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀浅红固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速200r/min，时间3min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料da-1。
52.实施例3
53.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g肾上腺素(ad)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-ad混合液将1g壳聚糖(cs)加入30ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-ad混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-ad-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-ad-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为ad微胶囊。
54.取50g水、0.3g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入8.5g壳聚糖，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间5min，形成均匀含泡溶液；称取20g碳酸钙、20g碳酸氢钙、100g白水泥、10g氧化铁红、0.519gad微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速150r/min,时间2min，形成均匀浅红固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间3min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有多孔结构的珊瑚修复材料da-1。
55.实施例4：
56.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g左旋多巴胺(l-dopa)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-dopa混合液将1g壳聚糖(cs)加入40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-dopa混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-dopa-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-dopa-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为dopa微胶囊。
57.取80g水、0.8g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入15g羧甲基壳聚糖和5g食用赤102，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间5min，形成均匀红含泡溶液；称取30g碳酸钙、30g碳酸氢钙、150g白水泥、、0.601gdopa微胶囊和3g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀白固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速200r/min，时间3min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有多孔结构的珊瑚修复材料dopa-2。
58.实施例5
59.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g多巴胺(da)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-da混合液将1g壳聚糖(cs)加入40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶
液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-da混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-da-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-da-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为da微胶囊。
60.取60g水、0.6g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入13.5g羧甲基壳聚糖和2.5g食用赤102，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间3min，形成均匀红含泡溶液；称取28g碳酸钙、22g碳酸氢钙、125g白水泥、0.467gda微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀白固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间2min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料da-2。
61.实施例6
62.向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.2g肾上腺素(ad)的水溶液40ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质10min，得到mc-dopa混合液将1g壳聚糖(cs)加入40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-ad混合液中，在10000r/min下匀质10min，得mc-ad-cs混合液；进一步向1g甲基纤维素加入50ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-ad-cs混合液中，在8000r/min下匀质10min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为ad微胶囊。
63.取60g水、0.6g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入13.5g羧甲基壳聚糖和2.5g食用赤102，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间3min，形成均匀红含泡溶液；称取28g碳酸钙、22g碳酸氢钙、125g白水泥、、0.519gdopa微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间2min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料ad-2。
64.实施例7
65.向0.5g甲基纤维素加入25ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.1g四溴吡咯(tp)的水溶液5ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质5min，得到mc-tp混合液；将0.6g壳聚糖(cs)加入20ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-tp混合液中，在8000r/min下匀质8min，得mc-tp-cs混合液；进一步向0.5g甲基纤维素加入25ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-tp-cs混合液中，在8000r/min下匀质8min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为tp微胶囊。
66.取60g水、0.4g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入13.5g壳聚糖，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间3min，形成均匀含泡溶液；称取28g碳酸钙、22g碳酸氢钙、125g白水泥、12.5g氧化铁红、0.284gtp微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀浅红固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间2min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料tp-1。
67.实施例8
68.向0.5g甲基纤维素加入25ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液(mc1)；向mc1溶液搅拌加入含0.1g四溴吡咯(tp)的水溶液5ml，待搅拌均匀后在8000r/min条件下匀质5min，得到mc-tp混合液；将0.6g壳聚糖(cs)加入20ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液。然后将cs溶液逐滴加入到mc-tp混合液中，在8000r/min下匀质8min，得mc-tp-cs混合液；进一步向0.5g甲基纤维素加入25ml去离子水，搅拌至完全溶解，配制另一份mc溶液(mc2)，并将所得mc2溶液滴入到mc-tp-cs混合液中，在8000r/min下匀质8min，制成混合乳液。将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为tp微胶囊。
69.取60g水、0.4g水泥发泡剂lg-2258搅拌至起泡充足，然后加入13.5g羧甲基壳聚糖和2.5g食用赤102，用搅拌器继续搅拌，转速400r/min，时间2min，形成均匀浅红含泡溶液；称取28g碳酸钙、22g碳酸氢钙、125g白水泥、、0.284gtp微胶囊和2g水泥固化剂，用搅拌机混合均匀，转速200r/min,时间2min，形成均匀白固料；将上述所得到的含泡溶液和固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，转速100r/min，时间2min，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在40℃烘箱中培养24h，得到具有珊瑚多孔结构的珊瑚修复材料tp-2。
70.数据实验
71.表1实施例中信息素微胶囊成分及性能
[0072][0073]
按各实施例方法，首先对信息素进行微胶囊化，制备信息素微胶囊，然后称取不同用量微胶囊用于制备珊瑚修复材料。各实施例中所用微胶囊用量、信息素种类及微胶囊中信息素的包封率及载药量如表1所示。
[0074]
微胶囊制备过程中，信息素包封率由方程式(1)计算：
[0075]
包封率＝微胶囊所含信息素总质量/信息素添加质量*100％
ꢀꢀ
(1)
[0076]
所制备的信息素微胶囊的载药量由公式(2)计算：
[0077]
载药量＝微胶囊所含信息素的质量/微胶囊的质量*100％
ꢀꢀ
(2)
[0078]
对实施例1-8制备的材料进行性能检测，将珊瑚礁修复材料泡入水中28d后观察，发现没有破损或溶解；用压力试验机测量养护28d后的珊瑚礁修复材料，膨胀率按照gb50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》进行测试，孔隙率参考gb9966.3-88《天然饰面石材体积密度、真密度、真气孔率、气孔率、吸水率试验方法》进行测试，结果见表2。
[0079]
表2实施例成分及性能
[0080]
[0081][0082]
从表2结果中可以看出，按照本发明的技术方案所得材料符合海洋施工性能要求。
[0083]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0084]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下成分：水50-80份、发泡剂0.3-0.5份，生物多糖8-15份、白水泥100-150份、着剂2.5-15份、信息素微胶囊0.2-0.7份、碳酸钙20-30份、碳酸氢钙20-30份、水泥固化剂2-3份。2.根据权利要求1所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料，其特征在于，所述白水泥为p.o42.5普通白水泥；所述发泡剂是植物发泡剂、动物发泡剂、混合发泡剂中的任一种。3.根据权利要求1所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料，其特征在于，所述着剂为氧化铁红、食用赤素中的任一种。4.根据权利要求1所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料，其特征在于，所述生物多糖为壳聚糖或羧甲基壳聚糖中的任一种。5.如权利要求1-4任一所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将水、生物多糖、发泡剂用搅拌器混合均匀，形成均匀含泡溶液；步骤2：将碳酸钙、碳酸氢钙、水泥、信息素微胶囊、水泥固化剂用搅拌机混合均匀，形成均匀固料；步骤3：将步骤1得到含泡溶液和步骤2得到的固料混合在一起，用搅拌机混合均匀，得到均匀的含泡浆料，倒入模具中在烘箱中培养，得到所述珊瑚礁修复材料。6.根据权利要求5所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，根据着剂的水溶解性，水溶性着剂在步骤1中加入，水不溶性着剂在步骤2中加入。7.根据权利要求5所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述发泡剂发泡的气泡直径为0.1-0.5mm，所述气泡的体积占步骤1中所得溶液体积的200-350％。8.根据权利要求6或7所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述搅拌器的搅拌速度为400-800r/min，时间为3-6min；步骤2中所述搅拌器的搅拌速度为200-300r/min，时间为2-3min；步骤3中所述搅拌器的搅拌速度为100-200r/min，时间为1-3min。9.根据权利要求5所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，步骤3中所述烘箱内温度为40℃，培养时间为18-30h。10.根据权利要求5所述的一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料的制备方法，其特征在于，步骤1中所述珊瑚信息素微胶囊的制备方法包括以下步骤：s1：向0.5-1g甲基纤维素加入25-50ml去离子水，搅拌至完全溶解，形成mc溶液，记为mc1；向mc1溶液搅拌加入0.1-0.2g信息素溶液，待搅拌均匀后在8000-10000r/min条件下匀质8-10min，得到mc-信息素混合液；s2：将0.5-1g壳聚糖加入20-40ml1％hac溶液，搅拌溶解均匀后得到cs溶液，然后将cs溶液逐滴加入到mc-信息素混合液中，在8000-10000r/min下匀质8-10min，得mc-信息素-cs混合液；s3：进一步向0.5-1g甲基纤维素加入25-50ml去离子水，搅拌至完全溶解，得到另一份mc溶液，记为mc2，并将所得mc2溶液滴入到mc-信息素-cs混合液中，在8000-10000r/min下
匀质8-10min，制成混合乳液；s4：将上述所得混合乳液进行喷雾干燥，收集喷雾干燥后产品，即为信息素微胶囊；其中，喷雾干燥条件为：进风温度210℃，通针2s
–1，蠕动泵转速60r/h，风机80℃。

技术总结

本发明公开了一种可控释放珊瑚信息素的珊瑚礁修复材料及其制备方法，涉及海洋生物工程技术领域，该材料按重量份计算，包括以下组分：水50-80份、发泡剂0.3-0.5份，生物多糖8-15份、白水泥100-150份、着剂2.5-15份、信息素微胶囊0.2-0.7份、碳酸钙20-30份、碳酸氢钙20-30份、水泥固化剂2-3份。本发明成功采用微胶囊技术对珊瑚信息素进行包埋保护及缓控释放，并将珊瑚信息素微胶囊添加到具有类珊瑚礁结构的材料中，制备得到对珊瑚具有主动吸引能力，且能促进珊瑚附着、变态的珊瑚礁修复材料，对珊瑚礁及海洋生态环境具有重要的材料及技术支撑作用。支撑作用。支撑作用。