韩国延世大学和日本北海道大学的研究小组开发出了一种超材料装置，它可以比一般的水和空气之间的声音传输更好。发表在物理评论快报，研究人员描述了他们的设备，它是如何工作的，以及需要改进的方式。
通常，从空中听到水下的声音几乎是不可能的——反之亦然。这是因为声阻抗形成了声障。声波从屏障上反弹，阻止它们逃逸。在这项新研究中，研究人员在屏障上应用了一种超材料装置(超表面)，该屏障本质上是水和空气之间的通道，允许更多的声波通过。
该团队建造的超材料设备由圆柱形金属外壳组成，看起来很像汽车轮胎的轮辋。它的中心有一层橡胶分割膜，膜上有重物来保持紧绷。这个装置漂浮在水面上。当一个人在空中盘旋时，他可以听到来自水面以下的声音，而这些声音通常是听不到的。
正常情况下，只有0.1%或0.2%的声波能穿透水/空气屏障，但在测试他们的新设备时，研究人员发现，它增加了声音的传播，高达30%的声波能穿透。
理论上，这种设备可以用来帮助人们在水中和水面上进行交流，或者倾听海底生物的搅动，但它有两个主要的缺点，这可能会限制它的使用。首先，它只能穿过直接来自它下面的声波——对角波仍然会被反弹回去。第二个问题是，它只能在一个有限的频率范围内工作——从大约600到800赫兹。这两个问题可能都可以通过建立独立的设备阵列来解决，这些设备可以通过不同的频率，并且足够多的频率覆盖一个很大的区域。
殷福等。水气声传播的超表面，物理评论快报(2018)。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.120.044302
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