本站讯（通讯员 周红涛）莫尔系统作为一种特殊的复合结构，近年来因其独特的调控特性受到广泛关注。它是将具有相对扭转的两个或多个周期性结构叠加在一起，利用扭转错位引发的莫尔效应来实现调控。目前莫尔系统已呈现出许多新颖的波动现象。例如，在声学莫尔系统中观察到魔角诱导的平带、高阶拓扑带隙以及拓扑相变等现象。然而，在缺乏范德华力的声学莫尔系统中，莫尔效应的出现通常要求层间距离维持在亚波长范围内，导致目前声学莫尔效应的探索还主要局限于近场间的相互作用。近场层间耦合之外的声学莫尔效应仍有待进一步观测和研究。

近日，天津大学机械工程学院波动力学与控制实验室与新加坡国立大学仇成伟教授课题组合作，提出了耦合免疫莫尔声学超表面概念。研究发现，通过引入面外传播的波矢，可以突破近场层间耦合对莫尔效应的限制，实现了与层间距离解耦的面外莫尔声束动态调控。相关研究成果以"Dynamic Acoustic Beamshaping with Coupling-Immune Moiré Metasurfaces"为题，于6月13日以封面论文形式发表于国际权威期刊《Advanced Materials》。

本文首先建立了统一的理论模型来描述声学莫尔超表面系统中的层间耦合关系，推导出实现层间耦合免疫的理论条件。随后，以正方晶格为例，构建了双层声学莫尔超表面系统，并提出了一种解耦的计算方法来预测不同转角下的莫尔声束分布，通过与理论预测结果的对比来验证理论模型的有效性。进一步开展了双层耦合免疫声学莫尔超表面实验，通过近场声压场测试和重构的远场辐射模式，验证了耦合免疫莫尔超表面的动态声束调控性能，同时也实验研究了中心轴向偏心和层间障碍物等外界扰动对莫尔效应的影响。

这种耦合免疫莫尔效应还可进一步地扩展到多层莫尔声学系统以及对涡旋声束的操纵，从而观察到更为丰富的莫尔声束定向轨迹和多通道的涡旋声束透射。所提出的耦合免疫声学莫尔超表面的概念有望为声学莫尔系统解锁新的操纵维度，为远程动态检测和多路复用声学通信等多种应用提供新的平台。

图1 层间行波诱发的耦合免疫莫尔超表面

图2 耦合免疫莫尔超表面的数值验证

图3 耦合免疫莫尔超表面的实验结果

图4 涡旋声束入射时耦合免疫莫尔超表面的调控性能

视频1 耦合免疫莫尔超表面调控性能的动态展示

天津大学与新加坡国立大学联合培养博士生周红涛为论文第一作者，天津大学机械工程学院汪越胜教授、王艳锋教授和新加坡国立大学仇成伟教授为通讯作者，合作者包括天津大学机械工程学院博士生李辰洋、硕士生朱家辉和厦门大学与新加坡国立大学联合培养博士生胡传捷。该研究工作得到了国家自然科学基金创新群体、优青项目和国家留学基金委项目等的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202313004

（编辑 赵晖 常可盈）