基于聚合物基质的荷载超材料，具备静态-动态解耦特性，可实现宽频水下声波吸收并具备抗压性能

《Polymers》：Mass-Loaded Metamaterials Based on Polymer Matrix with Static–Dynamic Decoupling for Pressure-Resistant Broadband Underwater Sound Absorption

　　

摘要

弹性超材料已被广泛用于弹性波的控制。然而，它们的性能受到两种内在耦合机制的限制：在静态条件下，模量和密度遵循幂律关系；在动态条件下，波速与模量呈正相关。为了克服这些限制，本研究提出了一种基于3D打印聚合物的弹性超材料，即质量加载超材料（MLM）。该材料通过将离散的质量块嵌入到晶格框架中来构建。所提出的设计实现了模量与密度以及波速的双重解耦。在保持波速不变的情况下，该材料的弹性模量可最大提高307%；此外，波速还可以降低35%，而不会降低弹性模量。这种独特的解耦效应在水下声吸收领域具有很大的应用价值。该材料能够同时具备高模量和低波速的特性，从而提高了声吸收性能，并在高静水压力下保证了机械稳定性。