加州大学圣地亚哥分校、路易斯安那大学和法国国家科学研究中心（CNRS）勒芒大学声学实验室的研究团队，开发出一种利用声波远程控制材料行为的新技术。这一成果有望推动可调刚度防护、机器人手术和医疗入口物联网的发展。

在《自然通讯》期刊发表的研究中，首次论证特定频率的声波能够可靠地移动材料中的机械扭结，从而改变团队不同区域的软硬程度。机械扭结作为材料内部状态的边界，其移动可以取得材料性能，但以往控制困难。

该研究的共同通讯作者、加州大学圣地亚哥分校教授尼古拉斯·博赫勒表示：“我们设计了一种模型材料，移动扭结能量，这使得声波能够以可控的方式牵引扭结。”通过建模，团队创建了一种结构行为决定的材料，其中扭结区域自由，其余部分孔隙逐渐增加。

“我们制造了一个声学牵引光束，可以移动扭结并改变材料感觉，同时产生刚度电位，”博赫勒说。由于没有能量壁垒，声波脉冲能阶梯移动扭结，实现远程调节。

实验模型由旋转圆盘和弹簧组成，模拟原子结构。声波脉冲将扭结拉向声源，每次移动几个圆盘，长振动则能翻转连锁的软硬分布。证明，只有特定声频能驱动扭结移动，控制精度超过以往团队成绩。

计算机模拟显示，声波与扭结响应传递动作量，发出持续移动。这研究针对可调刚度材料、形状变化结构和鲁棒信号传输等潜在应用。

“目前这是一个玩具模型，”博赫勒指出，“如果制成真实材料，可以实现即时适应的结构——用声音重新编程的材料。”下一步将探索三维版本和原子绘图效应。

“这是基础研究，”博赫勒说，“但基础发现往往是技术进步的关键。我们的工作展示了设计具有新属性材料的可能性。”其他作者包括加州大学圣地亚哥分校的钱凯和尼古拉斯·埃拉尔，以及加州大学的程楠、弗朗切斯科·塞拉芬和孙凯。

出版详情：作者：加州大学圣地亚哥分校；标题：《声波可用于远程重新编程材料硬度，从植入物到机器人肌肉》；发表于：《Nature Communications》(2026)。