德國Weily集團期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）近日在線發(fā)表了華中科技大學光電信息學院臧劍鋒團隊基于柔性聲學超表面的最新成果，論文還被選為內(nèi)封面（Inside Front Cover）。
近年來，作為超材料的一種，聲學超表面（Acoustic metasurface）逐漸成為研究熱點。聲學超表面擁有深度亞波長的器件厚度和非凡的聲波操控性能，因此在醫(yī)療成像，聲學通信，粒子操控等領域有著巨大的應用前景。目前超材料設計主要包括局域共振結(jié)構(gòu)如薄膜共振器和空間扭曲超表面等。這些設計能以亞波長的器件尺度操控聲波，實現(xiàn)諸如聲吸收，隱身，非對稱傳輸?shù)茸匀唤绮牧想y以實現(xiàn)的神奇功能。長久以來，人們都試圖把前沿的超材料或超表面真正實用化，但是這個目標仍然受制于超材料目前笨重的材料和裝置，剛性的結(jié)構(gòu)以及量產(chǎn)化的困難。所以我們急需新的材料范式和制作方法來解決這些問題。
研究團隊將聚合物等軟材料和靜電紡絲制備方法引入聲學超材料設計。他們創(chuàng)造性地提出了基于軟纖維/硬顆粒復合網(wǎng)絡的超薄聲學相位調(diào)控薄膜，并且根據(jù)中國傳統(tǒng)鏤空剪紙的思想，將薄膜加工成具有連續(xù)圖案變化的可定制多功能超表面。研究者類比于彈簧振子模型，設計并實現(xiàn)了擁有亞微米級柔性聚合物纖維/硬質(zhì)金屬顆粒復合網(wǎng)絡的薄膜。這種薄膜能使入射聲波發(fā)生180度的相位改變，而其厚度只有所調(diào)控波長的1/650，實現(xiàn)了目前最薄的聲學超表面。進一步地，他們利用激光切割的方法在薄膜上加工一系列不同的鏤空圖案，實現(xiàn)了聲學渦旋，聲學超振蕩等一系列前沿的聲學現(xiàn)象和應用。這種基于聚合物材料的全新設計實現(xiàn)了柔性的多功能定制超薄聲學超表面，并且為低成本量產(chǎn)化超材料提供了可能。
學院2016級碩士生唐瀚川是該論文的第一作者，指導教師臧劍鋒教授和物理學院祝雪豐副教授是該論文共同通訊作者，其他合作者還包括2014級本科生陳哲思、以及2015級博士生唐妮。該成果還在2018年國際柔性電子會議上獲得了最佳墻報獎，由美國工程院院士、西北大學黃永剛教授為唐瀚川頒獎。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201801127
