声学超构材料可提供超越自然材料的等效模量或密度，在声波导、能量聚集、超吸收和声隐身等方面具有广泛的应用潜力。其中，声波导结构被广泛应用于各种声学超构材料器件的实现，例如声学超构表面器件、基于零折射率/负折射率材料声学器件或拓扑声学器件等。通常，高效率声学波导需具备一个声学阻抗极为失配的侧壁，保证声波有效地束缚于其中而不发生侧漏。鉴于空气和固体之间声学阻抗相差若干个数量级，高效率声学波导在空气声体系中很容易实现。然而，在水下环境中，高效率声学波导却很难实现，因为相对于水而言，任何固体都不算足够“硬”，声学阻抗相差不大。声波可轻而易举地在水中穿透固体材料。

  2020年9月15日，受启发于自然界中广泛存在的“荷叶效应”，课题组与光电学院叶镭课题组及深圳先进技术研究院等合作单位研究人员发现超疏水薄膜材料在水环境中可实现广角宽频超声全反射，即超声绝缘“皮肤”。通过表面形貌表征和分析，指出超疏水薄膜材料在水下可在表面形成一个稳定的空气/水界面，即Cassie-Baxter态，从而提供一个声学阻抗极为失配的软边界条件(声学阻抗相差可达四个数量级)。利用二维软边界可构建高效率超声波导，实现水下宽频声能或信息传输(实验频段为0.5兆赫兹至5兆赫兹)，例如携多种角动量声涡旋无损传输或声脉冲序列无损传输等。另外，研究人员发现超疏水薄膜材料还具有超疏油性质，有望应用于超声导入体内诊断和治疗。

 声学超构材料发展已经历了近二十个年头。基于人工结构实现特殊声学功能的理念，声学超构材料在空气声领域取得了一系列突出进展，例如基于人工结构表面实现宽频噪声吸收和三维高精度声全息等。声学超构材料在水下环境中的应用仍然存在很大的制约，主要在于固液耦合效应不利于复杂声学功能器件设计。超声绝缘“皮肤”可有效地抑制固液耦合效应，为水下声学超构材料和器件设计提供了一个新思路。

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202002251