由于奇異的物理特性，聲學超材料在波定向控制與超分辨成像等領域有著廣泛的應用前景。
目前雙負聲學超材料是通過在結構單元中引入多種共振形式，利用偶極共振和單極共振形成的雜化態同時實現負的有效密度和有效模量，其結構構型通常較為復雜，需要多種材料復合而成，不利于功能設計與實際應用。
因此，如何利用單相材料通過簡單結構實現雙負特性，對聲學超材料功能器件的設計與開發有著重要意義，也是目前研究中急需解決的關鍵問題。
近期，中國科學院力學研究所微重力重點實驗室研究員王育人團隊針對這一問題取得新進展。研究人員將星型拉脹結構引入到雙負聲學超材料的設計中，利用其特殊的內凹構型和豐富的彎曲共振模態來實現負的等效介質參數。
研究結果表明：這種簡單結構可以在低頻產生較寬的帶隙，且可以在特定頻率范圍內實現雙負特性。此外，基于該結構的雙負特性，研究人員設計了一種水下平板型超分辨聲學透鏡，其分辨率大于衍射極限可以達到0.39λ。上述研究結果為聲學超材料與先進水下聲學器件的設計提供了新的思路。
該研究成果已發表于Scientific Reports(Chen M.,Jiang H.,Zhang H.,Li D.,Wang Y.Design of an acoustic superlens using single-phase metamaterials with a star-shaped lattice structure 2018,8(1):1861.)、Applied Acoustics(Chen M.,Xu W.,Liu Y.,Yan K.,Jiang H.,Wang Y.Band gap and double-negative properties of a star-structured sonic metamaterial 2018,139:235-242)與Shock and vibration(Chen M.,Meng D.,Jiang H.,Wang Y.2018:1~12)。研究工作得到了中科院戰略性先導B項目、國家自然科學基金項目、北京市科技計劃項目的資助。
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