導讀：

金屬-有機骨架材料 (MOF) 的低頻聲學特性可以通過阻抗管實驗測得。MOF超材料的低頻聲學衰減作用，可能是由于微孔框架結構內部對聲音進行多次反射，促進了聲音的消散和吸收。這可是MOF第一次被證明是聲學超材料。

阻抗管：用于測量吸聲材料的垂直入射吸聲系數的裝置

低頻：100-1250Hz

低頻噪聲的減弱是環境和建筑工程的目標。但是低頻的衰減在噪聲衰減里是最具挑戰性的，通常需要高質量和高厚度的屏障。在建筑物、汽車、飛機和航天器等的建造中，重量和/或燃料效率是需要考慮的問題，因此，使用輕質材料有效衰減低頻聲音是一直以來的需求。此外，具有獨特聲學特性的材料也是造影劑監測領域的關注點。

具有異常聲學特性的材料稱為聲學超材料。吸收性的聲學超材料由周期性結構組成，具有可調的聲學特性，在傳感、隱形、隔音和地震防護等方面都具有廣泛的應用。

將多孔顆粒用于墻板和其他建筑材料的噪聲衰減已受到密切關注，納米顆粒也成功應用于地下能量提取。受這兩者的啟發，我們可以想到，金屬-有機骨架 (MOF) 可能同樣具有潛在的聲學超材料特性，包括它的微孔結構、產生MOF納米顆粒的能力、可設計和調整的幾何框架和柔性。MOF的另一個優勢是它可以以不同的形式加入到消聲/監測體系中，例如噴霧劑、添加劑、離散納米粒子、納米流體注射劑等。

雖然MOF的機械性能和可變形行為已經開始被研究，并且已經在減震和機械能儲存方面應用。但在接下來這篇報道發表之前，這類材料還沒有被確定為聲學超材料，也沒有關于他們低頻聲學特性方面的評估。

ACS Appl. Mater. Interfaces期刊上近期報道了一篇題為Microporous and Flexible Framework Acoustic Metamaterials for Sound Attenuation and Contrast Agent Applications的文章。這是基于MOF的低頻聲學超材料的第一次報道。

在這篇文章里，作者Quin R. S. Miller等選用具有不同結構和成分的微孔和柔性MOF材料，包括FeBTC (Basolite F300)、HKUST-1 (Basolite C300)、Ni-MOF74和MIL-53(Al) (Basolite A100)，將原樣或合成的MOF樣品壓制成直徑為100mm的圓盤，并使用阻抗管對“圓盤”進行聲學實驗。最終證明了FeBTC、HKUST-1和柔性的MIL-53 (Al) 可以作為吸收性聲學超材料。

阻抗管設置示意圖

這種輕質且可分散的超材料具有許多應用前景，可用作具有優異聲音吸附功能的建筑材料的添加劑，或者集成到鉆孔水泥中實現對水泥穩定性和井眼完整性的無創監測，等等。進一步的研究可能包括，確定更多可以用于聲學領域的MOF材料，并設計基于混合MOF的聲學響應材料。

文章鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b19249

DOI: 10.1021/acsami.8b19249

來源：材料前沿科技微信公眾號（ID：clqykj）