被稱作拓撲絕緣體的材料其能帶結構具有特殊的拓撲性質，內部為典型的絕緣體，但其表面具有傳導電流的特性，因而可以用在一些特殊的領域。新加坡的一個團隊提出了一種針對聲波、具有類似特性的結構：這個結構會引導聲波在表面一定區域內單向傳播，同時那些在傳統材料中會導致聲波散射的缺陷在這種結構中不起作用。如果得以真正實現，這種結構可以在聲學應用中發揮作用，例如用于隔音或者聲吶隱身系統。

數學模擬表明，在拓撲絕緣體內部，電子以波的形式在周期性結構中傳播，這些結構會產生一系列電子無法傳播的頻率，就構成了帶隙，導致材料的內部為絕緣體。而表面則是無能隙的金屬態，電子可以沿著材料表面運動，遇到雜質時相比于傳統導體發生的散射較少。

這種拓撲絕緣體可以是一種沿著垂直平面方向施加有強磁場的二維平面材料。當參數得當時，電子對外場的響應使它們做圓周運動，并周期性排列。但是在材料的邊緣，電子只能運動半個圓周。這些半周路徑可以首尾相連形成邊緣通路，于是電子就可以沿這一路徑單向移動（由軌道的方向決定）。而且沿著這一通路的電流可以克服晶格中的缺陷從而避免散射的發生，這是因為單向的運動阻止了所有的背向散射。

研究者非常希望可以把這種材料應用于新技術領域。與此同時，他們也期待這些效果可以復制到其他波的傳播中去，例如光波和機械振 動 波 . 南 洋 理 工 大 學 的 BaileZhang 等人提出了一種聲學拓撲絕緣體，可以以一種全新的方式控制聲波。

這種聲學結構與拓撲絕緣體在結構上可以類比。周期性軌道電子晶格被二維平面金屬圓柱取代，這些圓柱按照三角形晶格排列，同時自身旋轉。每個圓柱都被流體包圍，最簡單的流體就是空氣。流體外面有一個更大的靜態圓柱外殼層，它對聲波是透明的。這些外殼之間的部分也是由相同的、但是靜態的流體填充。每個金屬圓柱體的旋轉在它周圍的流體中產生一個小漩渦，漩渦被限制在外殼層以內。

聲波無法穿透這一結構，這是因為周期性結構構成了一個對于聲波的帶隙，就如同拓撲絕緣體中的電子帶隙一樣。但是邊緣并不完全類似，轉動的流體支持聲音沿著邊緣單向地環形傳播。

由于這個結構的邊緣態可以很精確地引導聲波，因此在聲吶隱身方面可能很有用處?，F在已經有人建議將其用于聲音的“隱形盾牌”,類似于針對超聲波和可見光的設計。Baile Zhang認為，不規則的突出結構非常令隱身設計工程師頭疼，但是如果能夠在這些結構上鋪設聲學拓撲絕緣體，則可以捕獲聲波，并將其沿著表面單向引導出去。這對于任何結構都是行之有效的，他們認為這種設計應該不難被制造出來。

“我想這種設計可以產生很有趣的聲學結構，比如單向波導?！?荷蘭Leiden大學的拓撲絕緣體材料專家 Vincenzo Vitelli 教 授 這 樣 評 論到。他認為現在著手去嘗試建造這種聲學系統應當很有前景。