韩国浦项科技大学(POSTECH)于1月26日宣布,其研究团队成功开发出全球首创技术,仅凭一块薄金属板即可同时识别并聚焦多个频率的弹性波。这项突破性成果已发表于国际权威学术期刊《Nature Communications》。
弹性波广泛应用于建筑与机械的无损检测,但传统技术受限于单一频率操作。由于波速和形态随频率微小变化而剧烈改变,以往必须为不同频率配备独立设备,导致系统复杂且成本高昂。POSTECH罗周硕教授团队针对这一痛点,创新性地利用板厚变化引起的相位差异,通过精密设计板厚分布,实现了同一结构对不同频率的差异化响应。
研究团队成功制作了针对40kHz、60kHz、80kHz三种频率的弹性波超表面。实验证明,单块薄板即可将不同频率的波精准聚焦于不同空间位置。更令人瞩目的是,通过在焦点处集成压电元件,该技术能将特定频率信号放大至其他频率的48倍,极大提升了信号提取效率。
这一技术将波动控制、频率分离、空间信号引导及电信号转换等复杂功能集成于单一结构中,彻底颠覆了“一结构一功能”的传统认知。韩国在弹性波超材料领域的基础研究深厚,该技术有望在工业检测、国防安全、能源监测及高精度传感等广泛领域实现低成本、高效率的应用落地。
对于中国制造业而言,这种“以简驭繁”的集成化传感思路极具参考价值,未来在高端装备健康监测与智能检测系统中,有望通过简化硬件架构显著降低研发与部署成本。
