香港大学研究团队在国际声子学大会汇报相关内容。方绚莱教授（右二），屈思超博士（左一），董尔谦博士（右一），沈平教授（左二）。（港大图片）
在日常生活中，要设计出同时兼顾通风与吸音功能的产品，往往陷入两难：通风材料如隔栅容易让声音穿透，而高效吸音材料如海绵则会阻碍空气流通。香港大学工程学院机械工程系教授方绚莱领导的团队，与剑桥大学及业界伙伴合作，发现名为「对偶对称性」（duality symmetry）的基础物理原理，成功破解上述矛盾，重新定义通风吸音材料的理论极限，为设计开拓全新可能。研究成果已刊于国际顶尖期刊《自然-通讯》。
团队设计出一种由两个联通声学腔体组成的新型通风结构，在保持中央通风通道的同时，透过「相消干涉」机制将声能困于结构内消散，实现高效降噪。实验显示，这种超构材料在300赫兹至6000赫兹频段内，平均吸音系数超过86%，性能远胜同厚度的传统泡沫材料。团队更首创「综合效能指标」（Figure of Merit, FOM），同步评估频宽、厚度与通风效率，为系统设计建立新标准。
论文第一作者、港大机械工程系研究助理教授屈思超表示，最令人兴奋的时刻，是团队在数学推导过程中发现源自物理场论的「对偶对称性」，竟然能决定一个通风系统的吸声频宽，成功揭示这两个在传统认知中本互不相干概念之间的深层耦合机制。
传统声学的「因果律约束」理论认为材料厚度与吸音频宽存在物理极限，尤其在没有背板的双端口通风系统，学界长期缺乏共识。港大团队的最新研究不仅突破既有理论框架，更建立以「对偶对称性」为核心的设计范式，可应用于建筑声学、飞机引擎降噪及精密减振等领域；透过结合人工智能（AI）与多物理场模拟技术，此突破更有望推动工程应用，打造通风与静音兼备的生活环境。
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