北航新聞網2月1日電（通訊員 趙鑫）發展隔聲量大、重量超輕的聲學超材料對于各種聲學工程，尤其是飛機噪聲控制來講，具有十分重要的意義。
近年來，為了實現具有負等效參數的聲學超材料，科學家在人工設計聲學單元上開展了大量的研究。已有多種偶極子共振單元相繼提出，由此可用多種方法來實現負質量密度。但是在負體積模量的實現方法上，則主要是以經典的Helmholtz共振器為原型，通過各種修改來設計單極子共振單元。
最近由能源動力與工程學院聲學團隊提出的聲學共振單元不同于Helmholtz共振器，無需用較重的剛性材料做成共振腔，而是由極輕的彈性球膜和封閉氣腔構成，類似于氣球或氣泡。
圖1 在波導管中測量以小氣球為簡易試樣的軟質聲學共振單元
圖2 理論和實驗結果相吻合，顯示在帶隙頻率處99%以上的入射聲能量被極輕的“小氣球”所阻隔
研究中建立了由這種軟質共振單元組成的聲學超材料的理論模型。并以小氣球為簡易試樣在波導管中進行了聲學測量。理論預測和實驗取得了一緻的結果，證明這種軟質共振單元可産生理想的亞波長單極子共振，從而使材料在等效宏觀參數上表現為負的體積模量，在帶隙頻率處幾乎能完全阻隔入射聲波，而其重量像氣球一樣極輕。
這項研究得到了國家973項目“大型客機主要氣動噪聲機理和先進控制方法研究”（2012CB720200）和國家2011先進航空發動機協同創新中心的專項資金支持，論文發表在Nature出版集團的學術期刊Scientific Reports（Nature子刊）上，作者為景曉東教授、孟楊博士生和孫曉峰教授。
論文鍊接：http://www.nature.com/articles/srep16110
