隐形量子波实时构建形态可重构超材料

声子是一种自然现象，可视为离散的能量波包。它们在物质的构成单元（无论是原子、粒子还是3D打印的铰链）中传播，引发振动并传递能量。这是对多种场景中常见特性的量子力学描述，包括热传导、声音传播乃至地震形成的地震波。

某些人造或天然材料被设计成沿特定路径传输声子，从而赋予特定机械属性。现实中的两个案例包括：建筑中抵御地震波的抗震材料，以及深海海绵演化出的坚固而轻质的骨架结构——这种结构使其能承受深水环境的极端压力。

"我们在伊利诺伊大学实验室开发的液相电子显微技术，使本研究首次实现了对纳米粒子自组装体系中声子动力学的观测，这类体系可视为新型机械超材料，"伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校材料科学与工程教授陈倩表示。

毛教授指出："这开启了全新研究领域，纳米级结构单元及其固有光学、电磁与化学特性可融入机械超材料，从而推动从机器人技术、机械工程到信息技术等多领域的新兴技术发展。"

潘教授强调："该工作同时展示了机器学习推动复杂粒子系统研究的潜力，使得观测受复杂动力学调控的自组装路径成为可能，为利用机器学习与人工智能实现可重构胶体超材料的数据驱动逆向设计开辟了新途径。"

本研究获得海军研究办公室、美国国家科学基金会、国防刺激竞争研究计划及陆军研究办公室的支持。

陈倩教授同时任职于该校材料研究实验室、化学系、化学与生物分子工程系、卡尔·R·沃斯基因组生物学研究所以及贝克曼先进科学技术研究所。