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以实现“碳中和”为目标，开发具有声学和力学双重优势的拉胀结构，以降低能耗。然而，增强各种功能通常会导致结构重量增加，这限制了在重量敏感应用中使用此类结构的可行性。
图片由SciFig设计https://sci-fig.com/
首次引入了一种新颖的结构设计，将碳纤维增强聚合物 （CFRP） 复合材料与机械和声学超材料相结合。这种创新结构具有轻质成分，具有出色的力学和声学特性。实验结果表明，通过精心的规划和制造，CFRP 复合材料结构可以实现轻质结构、高强度、卓越能量吸收和卓越回弹性能之间的平衡。通过引入膜和合理的腔体设计，该结构可以通过超材料的局部谐振效应和阻抗匹配机制产生低宽带降噪性能。结构隔声能力打破了传统的质量定律，产生了异常宽的隔声峰值（带宽接近 1000 Hz）。此外，该结构的吸声特性在低于 300 Hz 的频率下超过了三聚氰胺海绵，表现出卓越的低频吸声性能。所提出的结构为多功能轻量化上部结构的设计提供了新的途径。
研究成果以题为“Multifunctional Acoustic and Mechanical Metamaterials Prepared from Continuous CFRP Composites”作为内封底文章发表于《Materials Horizons》上，香港理工大学李振羽以及哈尔滨工程大学李鸿泽为论文第一作者，香港理工大学胡红教授、哈尔滨工程大学杨金水教授为论文共同通讯作者。
图1：多功能声学和力学超材料的设计方案。
图2：制造过程概述。
图3：2D/3D CFRP复合材料花瓣状结构的力学性能。
图4：2D/3D全CFRP复合材料花瓣状结构的吸声和隔声性能。
图5：2D/3D CFRP复合材料花瓣状结构参数化分析。
图6：2D/3D CFRP复合材料花瓣状结构吸声与隔声性能研究。
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