非整数维结构的建筑材料，能够实现声学、力学与流体的协同作用

《Materials Horizons》：Non-integer-dimensional architected materials enabling synergistic acoustic, mechanical, and fluid coupling

提出非整数维架构材料（NDAMs）通过分形层次结构实现声学绝缘、机械能吸收与高效气流的多功能集成，采用高分辨率增材制造，为航空航天、运输及生物医学等领域提供新设计范式。

　　

长期以来，人工设计的材料在实现真正多功能性方面一直面临挑战，因为尝试结合声学绝缘、机械强度和通风性能通常依赖于混合或模块化设计，而这些设计会牺牲材料的可扩展性。在这里，我们提出了一种基于维度驱动的策略，利用非整数维人工设计材料（NDAMs）在单一拓扑框架内实现多功能集成。作为概念验证，我们通过高分辨率增材制造技术制备了受Menger海绵启发的NDAMs，展示了其三种功能：通过自相似性诱导的散射和共振实现宽带声学绝缘；通过应力重新分配实现可调的机械能量吸收；以及通过降低阻力的多尺度通道提高气流效率。这些功能本质上源于材料的分形结构，无需依赖材料异质性或外部混合。关键在于，维度参数作为一个可扩展且易于制造的工具，将抽象的分形几何与实际工程应用联系起来。这项工作确立了NDAMs作为下一代多功能超材料的强大设计方向，具有在航空航天、交通和生物医学系统中的潜在应用前景。