香港文匯報訊（記者 莫楠）在日常生活中，要設計出同時兼顧通風與吸音功能的產品，往往陷入兩難：通風材料如隔柵容易讓聲音穿透，而高效吸音材料如海綿則會阻礙空氣流通。香港大學工程學院機械工程系教授方絢萊領導的團隊，與劍橋大學及業界夥伴合作，發現名為「對偶對稱性」（duality symmetry）的基礎物理原理，成功破解上述矛盾，重新定義通風吸音材料的理論極限，為設計開拓全新可能。研究成果已刊於國際頂尖期刊《自然-通訊》。
團隊設計出一種由兩個聯通聲學腔體組成的新型通風結構，在保持中央通風通道的同時，透過「相消干涉」機制將聲能困於結構內消散，實現高效降噪。實驗顯示，這種超構材料在300赫茲至6000赫茲頻段內，平均吸音係數超過86%，性能遠勝同厚度的傳統泡沫材料。團隊更首創「綜合效能指標」（Figure of Merit, FOM），同步評估頻寬、厚度與通風效率，為系統設計建立新標準。
論文第一作者、港大機械工程系研究助理教授屈思超表示，最令人興奮的時刻，是團隊在數學推導過程中發現源自物理場論的「對偶對稱性」，竟然能決定一個通風系統的吸聲頻寬，成功揭示這兩個在傳統認知中本互不相干概念之間的深層耦合機制。
傳統聲學的「因果律約束」理論認為材料厚度與吸音頻寬存在物理極限，尤其在沒有背板的雙端口通風系統，學界長期缺乏共識。港大團隊的最新研究不僅突破既有理論框架，更建立以「對偶對稱性」為核心的設計範式，可應用於建築聲學、飛機引擎降噪及精密減振等領域；透過結合人工智能（AI）與多物理場模擬技術，此突破更有望推動工程應用，打造通風與靜音兼備的生活環境。
