疫情当前，仍挡不住人类追求真理、梦想与美好生活的步伐。或许这个特殊的时期，对我们不仅只是一场磨砺，也会是一次化茧成蝶的机遇，催生出一个全新的时代和一个崭新的未来。虽然互联网上充斥着与元宇宙和元世界相关的所有事物，但还有另一个"Meta"词值得学习与玩味。超材料（MetaMaterials）是一类独特的功能材料，当以特定的纳米级图案和结构排列时，概念便一步步的变为了现实。本文试图来阐述有关超材料的一些基本信息与发展资讯，以及它们如何潜在的正在改变我们的世界。

Plate）的设计方法和一种对局部共振超材料（LRM）板进行数值建模和优化的方法，以实现对流致振动的宽带缓解。比翱工程实验室丨用于宽频带缓解流致振动的共振超材料设计

导读为了遏制现代建筑对环境的影响，有必要以可持续的方式进行设计，有效利用能源和原材料。减少污染与废物需要审查通过尽可能回收和再利用来使原材料增值的政策。在这项研究中，使用回收的软木片开发了一种新的膜型声学超材料，并通过重复使用图钉和纽扣固定在该膜块上。通过将不同的质量组合附着在软木片上来包装约42个样品。由此获得的试样通过阻抗管来测量吸声系数。为了改善材料的声学性能，膜共振吸收和腔共振吸收的优点被耦合在一起，在管的末端留下了一个50毫米的空腔。随后，这些测量值用于训练基于回归树的吸声系数预测模型。所得结果表明，应使用这些结构对房间进行声学校正。

增材制造（AM）是指一系列制造方法，涉及增量添加材料，以直接在其最终或接近最终的几何形状中构建零件，通常采用逐层工艺。尤其是金属AM在工业上得到了广泛的采用。该技术可以提高具有复杂几何形状的工程材料的设计自由度，其中构建的蜂窝或晶格结构在广泛的应用中特别有前途。这些材料类似于随机泡沫，在过去几十年中已发现许多工业应用，但常规的晶胞结构对增材制造实现的制造结构具有更高程度的控制。这些结构多孔材料具有可针对特定应用（机械性能、渗透性、热性能等）进行微调的特性。与随机结构相比，对此类架构结构的设计和制造的控制开启了新的应用可能性，并实现了一系列新产品和功能。随着金属AM技术日趋成熟，并越来越多地被各行业采用，以及AM设计能力的提高，这一潜力才刚刚开始实现。这篇综述文章总结了AM晶格结构的独特性质，以及到目前为止如何成功地将其应用于特定应用，并重点介绍了在不久的将来可能感兴趣的各种应用领域。因此，本文的重点是金属增材制造晶格结构的独特可实现性质和相关应用。

当今的城市化和交通的快速增长会严重威胁人类健康，引起烦躁、睡眠障碍，甚至缺血性心脏病，因此对环境降噪的需求正在快速增长。在这种情况下，用于声学目的的多孔介质是由通道、缝隙或空腔制成的材料，其中声波穿过泡沫并由于粘性和热效应而损失能量。然而，多孔介质在低频下的效率不如在高频率下那么有效。这种限制通常通过使用多层结构来实现；在任何情况下，这些解决方案的效果始终取决于允许的厚度或隔音配置的总质量。为了克服这种限制，声学封装的低频性能可以通过使用带有嵌入式周期性夹杂物的多孔介质作为局部谐振器来显著增强。本研究旨在开发和验证用于设计和表征基于具有嵌入式周期性结构的泡沫芯层的全局振动声处理的工具，这些泡沫芯层允许在分层概念中被动控制声学路径。这项工作的目的是研究更易于管理，实用和可解释的机器学习方法（例如高斯过程）的适用性，以表征基于泡沫的超材料，同时证明预测性能的改进，即使涉及更复杂的现象学材料建模。此外，还强调了表征任务的有效性，这可能会提高材料设计、表征和优化的初步阶段，从而减少与实验测试和数值模拟相关的费用与计算时间。创新研究在本文的工作中，比翱工程实验室全球合作方WaveSet团队发表在《Applied

沸石、活性炭和金属有机框架（MOF）等多孔材料在气体储存、精细化学合成、储能等许多工业应用领域都非常有意义。然而，每种材料在工业过程中都有其优点和缺点。在多孔材料的最新进展中，经过调整的组合可以帮助利用每种材料的最佳特性，从而提高指定应用中的性能。本文将一些组合作为这种方法的一个例子。

声学超材料构型可以产生常规材料中没有的异常反射和折射指数，在工程应用中越来越突出。这些人造结构具有新的功能，例如负有效特性、非凡的波操纵、增强的吸音和隔音、隐形、声波聚焦和高效的能量收集等。为了评价声学超材料领域的研究进展，我们从一个新的视角，追溯了从被动声学超材料到主动控制压电声学超材料的发展历程。文章概述了声学超材料的最新研究进展，第一部分描述了被动声学超材料，第二部分转向了主动压电声学超材料和超表面。涵盖的主题包括它们的一般定义、机制、分类、结构和潜在应用。最后，我们从实际工程的角度提出了当前的技术挑战，并讨论了该领域的未来前景。

可持续材料往往成为建筑领域合成材料的替代品，用于声学环境改善和隔热。此项研究工作致力于对源自植物、农业和动物纤维的一些可持续材料进行声学和热学表征，例如枣椰树（树干、叶柄、羽状叶、结节和纤维网）、芦苇、蒲草、橄榄树、无花果树、木屑、鸡毛和羊毛等。所有材料都使用标准方法进行实验表征：分别用于吸声系数和热导率测量的阻抗管和热阻测试仪。结果表明，大多数研究的材料表现出良好的吸声和隔热性能：吸声系数在0.6

中华人民共和国主席令第一〇四号《中华人民共和国噪声污染防治法》已由中华人民共和国第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议于2021年12月24日通过，现予公布，自2022年6月5日起施行。中华人民共和国主席 习近平2021年12月24日中华人民共和国噪声污染防治法（2021年12月24日第十三届全国人民代表大会常务委员会第三十二次会议通过）目

团队利用高保真3D热粘性声学、振荡传热和弹性有限元模拟作为受控“虚拟实验室”，以验证分析动态粘性阻力阻抗、振荡热阻抗和泡沫单元弹性的扩展用于开孔泡沫应用的表达式。

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随着增材制造的出现，可以使用精确控制的几何形状打印晶格结构。通过这种方式，可以实现具有特定声学和热声特性的多孔样品。然而，为了实现这一目标并在制造过程之前，拥有一个可以预测晶格行为的设计工具至关重要。在文献中，Luu、Perrot和Panneton

阻抗管中吸声材料的声学特性的测量结果显示重现性很差，这在循环测试中得到了证明。阻抗管测量是标准化的，但缺乏对实际测量设置、样品制备和其他在实践中引入不确定性的因素的精确定义。在本文中，机器学习模型从一个阻抗管中测量的超过3000个吸收谱的大数据集中识别出哪些主要影响吸声系数的因素。试样由一种聚氨酯泡沫制成，并考虑了不同的切割技术、不同的操作员、不同的试样直径、不同的试样厚度以及将试样安装在阻抗管中的两种不同方法。可解释的机器学习技术允许识别和量化最有影响的因素，以及受这些设置因素选择影响最大的频率范围。结果表明，除了试样厚度外，操作者还通过方向和非随机关系影响吸声系数。因此，需要谨慎控制。该方法被证明是使用机器学习模型的可解释性方法从声学测量数据中发现知识的有前途的途径。

昆虫的翅膀是一个突出的例子，说明了刚性和柔性材料的适当的相互作用，是如何实现复杂的伴随声音的扑翼飞行。对昆虫翅膀的空气动力学和声学的理解推动了人造飞行机器人飞行器的发展，并解释了自然飞行器产生声音的基本机制。

在过去十年中，机器学习（ML）在声学中的应用受到了广泛关注。机器学习的独特之处在于它可以应用于声学的所有领域。机器学习具有变革潜力，因为它可以提取有关在声学数据中观察到的事件的基于统计的新信息。声学数据提供从生物学和通信到海洋和地球科学的科学与工程见解。本期特刊包括61篇论文，说明了机器学习在声学中的各种应用。

超声和微泡相结合可以治疗传统手术不可能或风险太大的适应症。在治疗过程中，只能由微泡产生的次谐波和超谐波成分对术中监测具有重要意义。然而，微泡的发射功率比超声波应用器的基频成分低几个数量级，导致监测的信噪比（SNR）较低。

由于任意波控制在成像、传感和通信中的重要性，其在科学和工程领域尤其受到关注。在过去的二十年中，自2000年实现第一个具有负有效弹性常数的声学超材料以来，设计具有前所未有的波控制功能的新型结构和人工复合材料一直是研究界的热点（Liu等人，2000）。声学超材料是由深亚波长晶胞组成的结构材料，可基于共振实现不同的有效动态特性（Cummer等，2016）。例如，第一种声学超材料的负有效质量密度是通过在晶胞的偶极共振附近运行来实现的（Mei等，2006）。同时，通过在晶胞的单极共振附近工作，可以实现具有负有效体积模量的声学超材料（Fang等人，2006）。当设计晶胞结构以获得与负密度和体积模量相关的频带重叠时，有效折射率变为负值（Lee等，2010）。具有负折射率的超材料可用作超分辨率成像的超透镜（即以深亚波长分辨率成像超出衍射极限）（Kaina等，2015）。除了基于共振的超材料之外，还开发了具有周期性结构的声波晶体和声子晶体，通过布拉格散射来诱导频带隙以进行波导和滤波（Martínez-Sala等，1995）。

图文快览图1：根据播种后的时间和相应的累积生长期(GDD)从播种日开始的亚麻生长示意图。G：发芽；VS：营养期；F：开花；SF：种子形成；FM：纤维成熟度；SM：种子成熟度；和S：衰老。

随着物联网和可穿戴电子器件的快速发展，如何方便快捷地为传感器供电依旧是一个巨大的挑战。采用能量收集策略来收集环境能量并将其转换为电能是一种有效的方式，其中，压电聚合物被用作柔性收集器来转换机械能量。然而，相对较低的压电性能限制了它们在弱机械激励检测和转换中的应用。近期，复旦大学朱国栋教授团队和同济大学张晓青教授及姜在秀博士在Adv.

本文研究了具有局部共振单元的周期性结构的声音衰减的理论方面。研究了由谐振单元产生的无限周期结构的频率特性中的阻带效应。详细描述了频散曲线的计算过程，研究了谐振频率和加入的局部谐振结构的质量对得到的阻带宽度的影响。推导出了计算周期结构传声损失的理论公式。根据获得的无限周期结构的频散曲线，评估了带有局部共振单元的结构的性能，并计算了有限结构的传输损耗。

基本上可以从两个角度考虑使用基于纺织品的声学材料。首先，它可以用作吸音材料。其次，它可以用作装饰，使周围区域具有新的艺术外观。为了提高机织织物的声学可能性，有必要研究纱线特性和编织层间结构的影响。为了解纱线对织物的影响，仅使用聚酯纤维作为变形纱线、加捻纱线和短纤纱线制备样品。本次实验采用了基本的组织结构类型，如平纹、罗纹、缎纹和斜纹。总共制备了16种机织物。研究是在中低声频范围内进行的。实验在消声室中进行。与其他纱线类型相比，由变形涤纶纱线形成的织物具有更高的吸音性能。此外，观察结果表明，声信号的不同入射角会影响纺织品的吸声性能。

一个例子是他们在哥本哈根郊区瓦尔比的生物降噪墙，它涉及一种多功能方法，既可以降低道路噪音，又可以作为暴雨雨水蓄水池。位于哥本哈根瓦尔比的生物降噪墙和暴雨雨水蓄水池（照片来源：PileByg）

所以如果平均邻居数大于或等于维度的两倍，则系统是刚性的；否则，它是软性。这是考虑约束计数的一种强有力的方式，因为这意味着人们可以通过知道一个粒子在晶格中的邻居数量来辨别晶格是松散的还是刚性的。

编者注：许多声学的工作与愿景有待实现，即使是传统的产品也会对许多新用户有用。但是，设计是在发展的，一日千里。新技术和新材料的应用总在应运而生，带着设计的灵感和挑战的乐趣！声学材料的话题经常老生常谈，可能略显无趣，在过去的数十年里它们基本上保持不变。为了适应当前的设计喜好和潮流，已进行了渐进式更改。聚酯织物被毛毡取代，玻璃纤维填充物被再生棉取代，但很少有新产品能改变游戏规则。

基于二维(2D)纳米材料的柔性存储设备是下一代可穿戴市场的关键元素，因为它在数据存储、处理和通信中起着至关重要的作用。用几纳米(nm)的2D纳米材料实现的超薄存储器件可以显著增加存储密度，从而通过实施2D纳米材料开发出灵活的可变电阻存储器。然而，由于纳米材料的弱载流子俘获特性，使用传统二维纳米材料的存储器具有局限性。

University）的一项新研究推出了一种结构，以确定一种新型二维拱形六边形框架的材料特性，可用于制造生物工程、可拉伸电子产品、减震和软机器人中的增强机械超材料。

你能想象声音和光一样传播吗？香港城市大学的一个研究小组发现了一种新型声波：空中声波横向振动，并像光一样携带自旋和轨道角动量。这些发现打破了科学家们之前对声波的看法，为开发新的声学通信、声学传感和成像应用开辟了道路。

通过在耳道内外添加带有微型麦克风的耳罩后测量耳塞衰减的减少，在人类参与者身上验证了DHP效果。在最重要的通信频率范围内可以很好地观察到这种效果（参见图2中500

多边形有限元PFEM[20,21,22]被广泛用于遇到复杂界面和夹杂几何形状的应用中，例如拓扑和形状优化[23,24]、断裂和损伤建模[25]

想象一个每个人都对防爆结构感到安全的世界。新型防爆超构材料将是一个很好的技术和产品。这就是本期研究团队正在创造的未来，利用多类型谐振腔的非凡特性形成一个完整的带隙，这意味着来自所有频率范围的应力波传播都得到了缓解。

秸秆用途广泛，可用于新建建筑（房屋、办公室、学校、公共建筑），适用于现有建筑物的隔热或隔音。适用于绝缘材料的秸秆的EPD认证（Environmental

在设计声学包时，通常用声学材料完全填充可用空间并不是吸音的最佳解决方案。通过创建气穴的空腔可以获得更好的解决方案，但确定最大化吸声的最佳形状和拓扑结构在计算上是一项具有挑战性的任务。最近声学中的许多拓扑优化应用使用启发式方法—

通过改变具有不同几何参数的晶胞分布，具有产生拉胀效应的穿孔图案的二维超材料可以表现出可变和可定制的变形机制。局部均质泊松比可用作建立局部晶胞参数和全局变形之间的联系的一种方式。研究团队在这里提出了一种基于泊松比的晶胞分布优化方法来设计穿孔结构中的变形模式。具有中心对称穿孔的板状结构在这里被分成不同的区域，这些区域具有不同的晶胞拓扑结构，这些区域具有不同的均质泊松比值。属于同一区域的所有晶胞具有相同的几何形状。差分进化（DE：Differential

由于亚波长架构提供了一个多功能的作业场来操纵电磁波的传播和耦合，基于波导的设备可以大大增强设备性能，或者进一步扩展到以前难以获得的新功能。各种新兴机会仍在等待。

Niederberger教授研究这些特殊材料已有一段时间了。他的实验室专门研究由晶体半导体纳米粒子组成的气凝胶。“我们是世界上唯一一家能够以如此高的质量生产这种气凝胶的集团”他说。

—尤其是在感官信息有限的情况下，例如当机器人无法被外部摄像头观察到时。凭借以这种方式适应软机器人的运动和方向的能力，它们将更适合在广泛变化的环境中运行，在这些环境中，条件可能是高度不可预测的。

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本项研究提出了一种触摸屏装置，该装置基于目标物存在引起的导波反射和透射原理。该原理利用了其他声波器件在简易性和对任何薄表面的适用性方面的优势，但不存在典型缺点（单次触摸，对划痕或污染物的敏感性，以及无法跟随接触点的运动）。首先推导导波与接触阻抗的理论相互作用，以确定传感器在频率范围、模式、传感器类型和位置以及嵌入式电子设备方面的要求。小型原型（200×250mm）的设计标准和实验验证旨在证明该方法对于消费电子或生物医学应用中的点状或扩展对象的简单、稳定和可靠接触检测的潜力。

这次引用一位真正的宇航员的话，已故但仍然鼓舞人心的克里斯塔·麦考利夫：“太空适合所有人，它不仅适用于科学或数学领域的少数人，也适用于精选的宇航员群体。那是我们在那里的新领域，每个人都应该了解太空。”

Bayona博士主要研究领域和工作方向为计算机科学（计算几何、计算机图形学）、增材制造等，目前工作于INRIA

木材不仅用于建筑，而且越来越多地用于外墙面。具有讽刺意味的是，以前阻止建筑师使用木材作为外墙的风化因素正是这些年越来越多地使用木材的原因。因为这可以营造出真实自然的老化外观。

温室气体是一个需要解决的重大环境威胁。纳米技术具有巨大的潜力，金属-有机框架材料（MOFs）等新型纳米材料是吸附温室气体的有力候选材料。瑞典乌普萨拉大学助理教授Ocean

研究人员认为，他们的概念表明，生产这种墨水可能是一种自我创造的命题。可以将工程添加到微生物中，以推动它们产生自己的副本—

比翱者记：人类具备五种感官来感知环境。这些感官的结合使我们能够接收完整的信息并做出有效的决策。我们确信，产品和过程的声辐射评估只有与声音的可视化结合才能正常工作。只有将听觉和视觉结合才能产生正确的洞察力，从而产生高质量的技术解决方案。我们的目标是所见即所闻，让声音成像不言而喻，并在工业和个人环境中的许多声学案例中将其确立为自然过程。友情提示：七十分贝或等效连续声压级七贝尔是损害人类健康的阈值。比翱工程实验室很自豪能够为降低产品和流程的噪音水平做出贡献，并使它们对人类和环境更容易忍受。每家公司都致力于为客户提供最好的产品。同时，他们必须关注员工健康并遵守职业健康保护等标准与法律要求。所研制产品或公司场所的干扰性噪音通常会对实现这一目标构成障碍。

Meta时代的人工结构材料免责声明：部分资料来源网络，转载目的在于传递信息及分享，并不意味赞同其观点或其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时删除。

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微穿孔板或面板（MPP）是一种用于吸收声音的装置。它由一个由几种不同材料制成的薄平板组成，带有小孔和一个后腔。据报道，对MPP吸声器的原始设计进行了几项修改和改进，并按照最初的想法通过孔或后腔的形状和尺寸进行了修改。本研究试图通过将虚线艺术融入MPP的设计中来艺术美化MPP吸声器。微穿孔板的穿孔可以是穿孔尺寸小于1mm的虚线艺术，以通过各种艺术设计的形式增强吸声性能。小型LED灯可以放置在声学室内，以创建从穿孔发出的彩色光，而不是具有不同颜色的点。本文介绍了几种MPP的虚线图案艺术设计，并利用阻抗管对其吸声性能进行了分析。

小时候我们都玩过纸飞机、折纸船、摔方块、也用五颜六色的纸片折过千纸鹤，简单的快乐与童年的记忆，总会在某个时候，让我们重拾温暖。逢年过节，我们也很喜欢用各式各样的剪纸图案来装饰家居、烘托节日气氛，娴熟的剪切手法，展现出丰富多彩的静态与动态图案。

小时候我们都玩过纸飞机、折纸船、摔方块、也用五颜六色的纸片折过千纸鹤，简单的快乐与童年的记忆，总会在某个时候，让我们重拾温暖。逢年过节，我们也很喜欢用各式各样的剪纸图案来装饰家居、烘托节日气氛，娴熟的剪切手法，展现出丰富多彩的静态与动态图案。

近年来，建筑保温已成为越来越重要的话题。良好的外墙保温材料可降低供暖成本，从而降低二氧化碳排放量。如今，可持续的天然保温材料已经可用于建筑物内部。但可持续性的真正含义是什么？这意味着材料应该是环保的，由可再生原材料制成，必须具有良好的隔热、防火、隔音等性能，并且必须在使用寿命结束时易于回收。哥廷根大学的一个研究小组长期以来一直在研究可持续和高效的爆米花产品的制造工艺。该大学现已与Bachl集团达成了一项许可协议，用于该研制过程和建筑绝缘产品的商业用途。这种颗粒材料的巨大优势在于，它是一种植物基、环保且可持续的替代品，可替代目前工业中使用的石油衍生产品。