港大发现新物理原理 突破通风吸音材料极限

更新时间:15:45 2026-02-22 HKT
发布时间:15:45 2026-02-22 HKT

通风与吸音功能,在日常生活的设计上,往往面临两难。香港大学工程学院机械工程系的研究团队,早前发现名为「对偶对称性」(Duality Symmetry)的基础物理原理,得以重新定义通风吸音材料的理论极限,有望应用打造通风与静音兼备的生活环境。研究成果已刊登于国际期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。

有望打造通风静音兼备环境

港大工程学院机械工程系教授方绚莱(右二),早前与团队在国际声子学大会发表是次研究内容。港大提供
港大工程学院机械工程系教授方绚莱(右二),早前与团队在国际声子学大会发表是次研究内容。港大提供

港大团队由工程学院机械工程系教授方绚莱领导伙拍剑桥大学教授I. David Abrahams与业界,设计出由两个联通声学腔体组成的新型通风结构,在保持中央通风通道的同时,透过「相消干涉」机制将声能困于结构内消散,实现高效降噪。

实验显示,此超构材料在300至6000赫兹频段内,平均吸音系数逾86%,性能远超同厚度传统泡沫。团队亦首创「综合效能指标」(FOM),同步评估频宽、厚度与通风效率,为系统设计建立新标准。

港大机械工程系研究助理教授屈思超形容,在推导过程中发现「对偶对称性」令人兴奋,「物理对称性和吸收频宽原本是两个互不相干的概念,我们通过数学推导揭示了它们之间的深层耦合机制。」

团队相信,透过建立以「对偶对称性」为核心的设计范式,日后可应用于建筑声学、飞机引擎降噪及精密减振等领域,结合人工智能(AI)与多物理场模拟技术,更有望推动工程应用,打造通风与静音兼备的生活环境。

本报记者

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