弹性超材料

弹性超材料（elastic metamaterial），理学-力学-固体力学-﹝固体动力学﹞-弹性波动力学，通过精细微结构设计，在弹性波作用下表现出天然材料难以具备的超常性质（如等效负密度与负模量等）的一类特殊的复合材料。弹性介质中波（含声波）的特性取决于模量和密度，传统材料这两个量均为正值，位于第Ⅰ象限。若有一个量取负值则波在介质中衰减；而两者同时为负则波仍能传播，但具有相速度与群速度方向相反的反常性质。通常将Ⅱ～Ⅳ象限中的材料称为超材料。弹性超材料，有时也称弹性波超材料，极大地拓展了材料性质的取值范围和模式，为减振降噪、传感成像、弹性波调控等波动相关领域带来新的概念和变革。超材料概念发源于电磁波领域。V.G.菲斯拉格于1968年指出，若介质的介电常数和磁导率能取负值，会导致逆多普勒效应、负折射率等反常波传播现象。20世纪90年代末，J.B.彭德瑞等通过密排金属线与开口谐振环阵列实现了等效负介电常数和负磁导率的材料构造。事实上在力学领域，对反常波动与振动现象的研究更早，但相关概念并未提升至材料的层次。