振动和噪声是在机械设备的运行中普遍存在的现象,其频率可从零到无穷赫兹。处于振动环境的机械设备会影响仪器的准确性和使用寿命,在轨道交通方面,列车运行的平稳性会受到振动的影响,汽车的振动会影响驾驶的安全性。而噪声,尤其是低频噪声,具有穿透力强和难以衰减的特点。长时间暴露在强噪声环境中也会使人耳听觉受到损害。因此采取措施为各类机械减振降噪是必要的。声子晶体作为一种人工设计的声学功能材料,能够利用周期性结构调控弹性波传播,因此在振动与噪声控制领域成为研究的热点。具有负质量密度的薄膜型声学超材料能够打破传统质量定律的限制,在低频段隔声方面具有明显的优势。本文围绕减振降噪的设计目标提出了一种星型蜂窝结构并对其带隙减振和低频隔声的关键理论和技术问题展开了研究。研究内容主要为:星型蜂窝结构平面内的带隙特性和调控机理;星型蜂窝结构平面外的薄膜降噪特性和调控机理;主被动降噪一体化微电子薄膜的初步制备和力学性能分析。首先,提出了具有星型单胞的周期性声子晶体结构。在Bragg散射原理和局域共振型原理的基础上,结合模态振型和能带结构图对其带隙机理和低频共振带隙特点进行分析。发现含局域振子单元的周期结构能够在472.77 Hz-551.7 Hz的低频段和1295.2 Hz-1477.9 Hz频率范围打开带隙,实现了小尺寸结构的低频宽频带减振。开展有限周期的星型蜂窝结构弯曲波传输特性测试,模拟的结果表明结构对波位移幅值的衰减量可达200 d B,且与能带特征吻合。进一步完成星型蜂窝结构参数对带隙的调控特性分析,确定了最优设计参数。其次,将星型蜂窝结构和薄膜单元组成一种新型声学超材料结构。通过薄膜自由振动方程和声场作用下的强迫振动建立薄膜振动的理论模型,在COMSOL Multiphysics中建立了包括薄膜和星型蜂窝芯的声固耦合多物理场模型,对薄膜在声场中的振动特性和声场分布进行计算。结合负质量密度理论和薄膜在声场中的振动模态对星型蜂窝薄膜结构的低频降噪机理进行研究。进一步研究了星型蜂窝薄膜结构隔声特性的参数调控机理,结果表明双层薄膜结构隔声量在200 Hz以下的超低频范围内,平均隔声量值可达60 d B,相比于单层薄膜提高约20 d B。最后,研究了制备主被动降噪一体化微电柔性薄膜的方法。制备流程包括铜纳米线的预制备,壳聚糖涂层溶液预制备和基底/导电层/包覆层三明治结构微电子薄膜成型三个阶段。通过微观形貌表征,光电性能测试,热稳定性及抗氧化性能评估,基底粘附性测试和力学抗疲劳分析五个方面对微电子薄膜器件的性能进行分析,最终获得了基于铜纳米线的具有超高柔性、超高热稳定性的柔性导电薄膜,在87%的透光率下薄膜方阻仅为15.6Ω/sq,并且在10000次弯曲循环测试中表现出稳定的导电性能。总之,本文提出的星型蜂窝结构、薄膜声学超材料结构以及基于铜纳米线的透明导电薄膜制备研究为复合单元声子晶体结构在减振降噪应用和低频隔声中的主被动控制提供了一种崭新的思路和有效的方法。