科技导报

作者：梁彬, 房怡菊, 刘京京, 程建春

单位：南京大学物理学院，近代声学教育部重点实验室，人工微结构科学与技术协同创新中心，南京210093；

关键词：声超构材料,声超构表面,多维调控,时变调控,声单向,人工静音通道,人工智能

基金：国家重点研发计划项目(2022YFA1404402)

声学是研究声波的激发、传播、接收及其效应的科学，是面向国家重大需求和经济主战场，且具有鲜明的需求导向、问题导向和目标导向特征的学科。声学具有极强的交叉性与延伸性，与材料、电子、人工智能、生命科学等现代科学技术的大部分学科深度交叉，形成了物理声学、水声学、音频声学、检测声学、生物医学超声等主要方向。而如何实现精准且高效的声波调控，正是大多数声学基础与应用研究领域所面临的重要共性问题。2022年“宁静中国”科技行动计划建议被正式提出，旨在应对新时代噪声污染源、噪声传播条件与居民主观反应等快速变化的新情况和新挑战，其核心需求在于通过不同方式实现对声波能量的高效吸收或隔离[1−5]。声波调控的关键在于利用各类声学材料对声波的幅度、相位、频率等不同属性实现灵活且高效的控制。然而，常规声场调控方法在简便性、多样性、精确性和操控维度等方面受制于天然材料的声学性质及声波自身的物理属性。以低频声波能量的隔离与吸收这一声学学科的经典问题为例，传统声学材料只能调控波长与材料尺度相当的声波，对低频声波的调控效果差，限制了器件的小型化和集成化及其在航空航天、装备减振等国家重大战略领域的应用。此外，声束的连续动态扫描在超声成像、水下目标定位和声呐通信等诸多领域中都发挥着关键作用，而传统方法通常依赖于发射装置的机械扫描或有源相控阵的波束整形来实时调控声束的空间指向性，存在成本高、尺寸大、主动控制系统复杂而精准操控困难等问题。为解决这些关键的科学和技术难题，不仅需要在声波调控底层机理层面的突破，更亟需声波调控所涉及的相关声学功能材料的研究范式的革新。

来源：2026年第4期

《科技导报》期刊编辑部

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