双尺度螺旋多孔材料

承重吸音兼得

通过自锁螺旋结构突破多孔材料承重与吸音难以兼得的瓶颈，为航空航天和轨道交通提供轻量化多功能选择。

Yu, Chenlei · Duan, Mingyu · Ti, Fei · 辛锋先 · Zhao, Gui Ping · 卢天健 · Yu, Runpei · Li, Moxiao · Chen, Xin

Advanced Science 2024

参数信息

比强度

5.1 MPa

平均吸音系数

0.93

技术优势

不用在吸音和承重之间做选择

双层孔隙——层间螺旋缝隙和亚毫米级定向孔——提供了足够的空气流动通道，同时自锁结构保持承载能力，单一结构同时满足两种要求。

比泡沫铝还轻还强

比强度最高达到 5.1 MPa，超过泡沫铝，说明在相同重量下可以承受更大的载荷。

吸音性能逼近气凝胶

在 0–6400 Hz 范围内平均吸音系数为 0.93，接近气凝胶水平，适合宽频降噪。

一种工艺，多种材料

该螺旋设计适用于各种平面材料，可以将不同材料混合搭配，实现多功能。

应用场景

• 航空轻量化结构：在机身或舱内用轻质板材同时减重和吸收噪声。
• 轨道交通减振降噪：作为车厢壁板或夹层，降低行驶噪声同时保持结构强度。
• 多功能复合材料：将不同平面材料卷成螺旋，定制兼具声学与力学性能的板材。
• 机械工程吸能结构：自锁螺旋在受压时通过变形耗能，可用作吸能防护元件。