能够以较小尺度实现宽频强吸声效应且性能优异的现代水下吸声材料在规避声纳搜索的消声覆盖层、水下声学传输系统等军民两用技术方面有着迫切的需要。在最近十年中,由于可以在晶格尺寸比相应声波波长小两个数量级时获得明显的声子带隙,局域共振型声子晶体引起了人们广泛的关注。最近的理论计算表明,当考虑其粘弹性形变时,在局域共振频率将产生最大的粘弹性能量损耗。这意味着局域共振型声子晶体可以被用于拓展水下吸声材料的研究领域。可是局域共振型声子晶体只能在某一窄频范围内产生强吸收,这与吸声材料通常被设计成宽频强吸收的目标是不一致的,为了解决这一问题,需要在局域共振型声子晶体中引入一些特殊的结构。多尺度结构材料由于其独特的结构和性质在潜在的广泛应用领域中有着非同寻常的意义。在本论文中,将多尺度结构的概念引入到光子晶体木堆结构和生物材料互穿网络结构里,然后同局域共振型声子晶体单元相结合,分别得到了两种现代水下吸声材料。首先,为了满足现代水下吸声材料对宽频吸声频谱可以被任意剪裁的需要,我们制作了一种被称作局域共振声子木堆的水下吸声材料,它可以拓宽和控制吸声频谱。这种材料的设计灵感来源于多尺度光子晶体木堆结构和局域共振型声子晶体。我们模拟这两种结构,利用包覆了软聚氨酯弹性体的一维钢杆进行堆砌,然后埋入硬聚氨酯弹性体基体中制备局域共振声子木堆,并利用标准声管测量了其水下吸声系数。在8kHz到30kHz的宽频范围内,局域共振声子木堆拥有超过0.8的高平均水下吸声系数。理论和实验结果显示,局域共振声子木堆能够具有较好的声吸收性质是局域共振单元结构和多尺度木堆结构相结合的结果。其次,结合局域共振型声子晶体和多尺度互穿网络玻璃态结构,我们制作了一种被称作声子玻璃的复合材料,它拥有高机械强度和优异水下吸声能力的双重特性。声子玻璃的灵感来源于天然生物材料,贝壳具有高的机械硬度和较好的韧性,其卓越的机械性质来源于组织良好的层状结构。分析贝壳结构和局域共振型声子晶体结构后,我们对其进行仿制将软聚氨酯层包覆在声子玻璃的泡沫铝骨架中,然后将硬聚氨酯填充进剩余空间中。在一定程度上,这种结构可以看成是局域共振型声子晶体的类似结构,它将使强吸声性能和高机械强度同时出现。水下吸声系数的测量结果证明了声子玻璃具有宽频范围的强吸声性质,准静态压缩力学测试表现了这种材料还拥有对于水下应用至关重要的机械强度。此外,为了从物理学的角度说明局域共振声子木堆和声子玻璃的作用机制,我们利用集中质量法估算了这两种材料可能出现的声共振带隙。完全弹性散射条件能够简化计算过程,利用该方法计算出的带隙频率可以认为是两种材料在考虑粘弹性变形时出现强声吸收的频谱范围。尽管这个方法比较简单,但是它可以揭示局域共振声子木堆和声子玻璃的工作原理。局域共振声子木堆和声子玻璃的概念为具备良好性能材料的设计提供了帮助,本研究中所提出的这些设计理念也可以用于发展其它功能材料。