在过去的二十年里，能够抑制物体散射波的隐形斗篷引起了人们的极大兴趣。
2024年9月14日，南京大学赖耘教授、香港大学方绚莱教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Ultra-broadband illusion acoustics for space and time camouflages》的研究论文，团队成员Chenkai Liu、Chu Ma为论文共同第一作者，赖耘教授、方绚莱教授为论文共同通讯作者。
赖耘，南京大学教授。本科毕业于南京大学物理系，2005年于香港科技大学物理系取得博士学位。2005-2010年于香港科技大学担任副研究员。2011-2018年出任苏州大学特聘教授，2014-2018年担任苏州大学物理学院副院长。2018年加入南京大学。
赖耘教授研究兴趣集中在超构材料中的新理论与新颖应用，包括：1. 解决光学，电磁学，声学中的一些经典瓶颈问题。2. 光学隐身、幻像以及光场显示。3. 零折射率光学物理与应用。4. 辅助无线通信的超构材料。5. 能量收集与无线传输。6. 非厄米物理。7. 其他原创想法。
其研究人工微结构超构材料二十余年，至今发表135篇SCI论文，论文获得他引5000余次。
方绚莱（Nicholas X. Fang），香港大学教授。1996、1998年本硕毕业于南京大学，2004年在加州大学洛杉矶分校取得博士学位。担任麻省理工学院机械工程系终身教授，2022年起任香港大学机械工程系教授。
方绚莱教授的研究兴趣集中在光学纳米技术和纳米制造、光学仪器、超声材料和仪器、轻质复合材料、组织工程学。
其曾获得多个奖项，包括美国机械工程师协会（ASME）Chao and Trigger青年制造工程师奖（2013）、国际光学委员会ICO奖（2011），获得美国国家科学基金奖（2009）和MIT技术评论杂志第35届青年创新者奖（2008）。
更多关于方绚莱教授介绍，可以查看：X-Doctor | 科幻成真：方绚莱教授的纳米材料与现实世界的融合
与以往受到窄带宽严重限制的方法相比，作者在这里提出了一种实用的策略，通过利用幻像超材料来抑制超宽频谱上的声音散射。
这种幻像超材料由一系列具有精确制作的内部结构的亚波长隧道组成，能够引导声波绕过障碍物，并在出射表面上准确重现入射波前。
值得注意的是，产生了两种超宽带幻像效果：空间消失和时间偏移。
全波模拟和声学实验证实，在低于隧道宽度确定的限制的所有频率下，声音散射都会被消除。
研究人员的策略代表了解决隐形传输领域带宽限制这一关键瓶颈的通用方法，并建立了一个超材料平台，实现了人们渴望已久的超宽带声音操纵，如声学伪装和混响控制，为实际应用开辟了激动人心的新可能性。
图1：幻像效果的说明
图2：具有可调声学路径的声学隧道设计
图3：超宽带幻像超材料和实验设置的设计
图4：超宽带幻像效果的消失空间和声波散射抑制
图5：脉冲辐射和时间位移的幻像效果
图6：随机排列障碍物的超宽带幻像超材料
综上，这篇论文提出了一种超宽带幻像声学策略，利用幻像超材料来抑制物体对声波的散射，实现了空间消失和时间位移的双重幻像效果。该研究的成果不仅解决了传统隐形斗篷技术中带宽限制的问题，而且为声学伪装、混响控制等应用提供了一个全新的超材料平台，在建筑声学、深海探测和声学环境中减少回声和噪声等实际应用中具有巨大潜力。
Liu, C., Ma, C., Lai, Y.et al. Ultra-broadband illusion acoustics for space and time camouflages. Nat Commun 15, 8046 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49856-z
转载自: 科研圈
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