一种气泡声学超材料

摘要：

本发明公开了一种气泡声学超材料，具体公开了基于超材料的概念，利用气泡的可压缩性，通过一种特殊的框架结构将气泡稳定地固定在水中，并可通过改变气泡膜的气泡形状、大小和间隔距离以及填充介质的种类调节隔声峰对应的频率，进而调节和改善其隔声效果。本发明的气泡声学超材料，气泡膜可采用轻质的聚合物材料，与传统的薄膜声学超材料相比，省略了外加质量块的设计，更加简便易得。本发明气泡声学超材料的单层结构单元就可以达到低频隔声效果，也可以是单层结构或多层结构的周期性排列或组装，以满足现场实际的尺寸要求，提高了布置效率和整体稳定性，可广泛应用于船舶中的工程和设备等领域。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202011378651.6

申请日期：2020-12-01

公开/公告号：CN112242131A

公开/公告日：2021-01-19

主分类号：G10K11/162(2006.01)

申请/专利权人:中国科学院化学研究所

发明/设计人:宋延林;王丽华;蔡哲仁;苏萌

主申请人地址:100190 北京市海淀区中关村北一街2号

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种气泡声学超材料，其特征在于，其结构单元由具有周期性结构的框架结构和填充介质构成。 2.根据权利要求1所述的气泡声学超材料，其特征在于，结构单元是由具有周期性结构的气泡膜填充介质后密封而形成。 3.根据权利要求1所述的气泡声学超材料，其特征在于，结构单元为经过3D打印的框架结构浸泡到填充介质中而形成。 4.根据权利要求1所述的气泡声学超材料，其特征在于，所述填充介质是常态下为液体的物质；优选地，填充介质为水、甘油、硅油、乙醇、氯化钠水溶液、聚乙烯醇水溶液或聚丙烯酸钠水溶液。 5.根据权利要求1所述的气泡声学超材料，其特征在于，可将多层结构单元进行层层堆叠形成一个器件，以满足不同环境下的隔声需求。 6.根据权利要求2所述的气泡声学超材料，其特征在于，所述气泡膜的材质为聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、醋酸纤维素或聚酰亚胺，气泡膜的厚度和预应力可根据实际需求进行设置。 7.根据权利要求2所述的气泡声学超材料，其特征在于，所述气泡膜的气泡形状为圆形、方形、三角形、六边形、五边形、任意多边形、蜂窝状或椭圆形；所述气泡膜中的气泡为四方排列或六方排列；所述气泡膜的气泡为独立或联通。 8.根据权利要求2所述的气泡声学超材料，其特征在于，所述气泡间距为0.1cm～10cm；优选地，所述气泡间距为0.1cm～5cm；所述每平方分米气泡膜上气泡的个数＞1个；优选地，所述气泡个数为2～50个。 9.根据权利要求5所述的气泡声学超材料，其特征在于，所述层数≥1层；优选地，所述层数为1～10层。 10.一种气泡声学超材料在低频噪声领域的应用。