超材料是指具有超常物理性質的一類人工復合結構或復合材料。超材料可分為聲學超材料、電磁超材料、機械超材料、熱學超材料等,其中聲學超材料是一種用于控制、引導和操縱氣體、液體和固體(晶格)中聲波或聲子的材料。
聲學超材料結構尺寸單元遠小于聲波波長,具有傳統聲學材料不具備的特殊性質,可實現聲波的負折射、超透鏡、聲聚焦、反常多普勒效應等特性。聲學超材料具有減震、降噪、隔音等作用,由于性質特殊,其應用前景更為廣闊,涉及到醫學成像、航天航空、新能源汽車、通訊、建筑工程、寬帶隔音等領域。
聲學超材料種類繁多,包括負等效質量密度聲學超材料、負等效模量聲學超材料、聲隱身超材料、主動式聲學超材料等。負等效質量密度超材料又分為局域共振型負等效質量密度超材料、薄膜型負等效質量密度超材料等。膜型聲學超材料(MAM)由亞波長大小的單元組成,可用于隔離超出常規材料限制的低頻聲音。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年聲學超材料行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,聲學超材料應用前景廣闊,但目前來看,聲學超材料市場仍處于產業化初期,尚未實現規模化應用。全球聲學超材料研究熱情較高,部分研究成果逐步實現了產業化,預計2028年,全球聲學超材料市場規模將達到7.6億美元。
聲學超材料主要用于隔音、降噪,全球范圍內,聲學超材料市場主要分布在北美、歐洲及亞太等地區,歐美占據全球市場主要份額,2023年合計占比約7成。亞太地區聲學超材料市場增長迅速,預計2024-2028年,亞太地區聲學超材料市場將以50.0%的年均復合增長率增長,增速高于全球平均水平。
全球聲學超材料相關企業及研究機構有靜音科技集團、Metasonixx、Sonobex、Merford UK、普信聲學創新研究院、華南理工大學、中國科學院力學研究所等。靜音科技集團是全球聲學超材料產業化核心技術領導者,基于聲學超材料技術,開發了靜音管道、消音器、噪音吸收罩、屏障吸音板等產品。
新思界
行業分析人士表示,近年來,我國在聲學超材料領域取得眾多突破,學術與工程成果不斷涌現。目前我國聲學超材料相關專利有《一種基于聲學超材料的消聲裝置及其演示裝置》、《一種氣泡聲學超材料》、《一種聲學超材料及其制備方法》、《一種電磁調控的薄膜型主動聲學超材料》等。