當您將按鈕輕輕一撳,煤氣灶迅即燃起藍色火焰,您可曾意識到是什么帶給您的這份便利呢?將一塊看起來平淡無奇的陶瓷接上導線和電流表,用手在上面一摁,電流表的指針也跟著發生擺動——竟然產生了電流,豈非咄咄怪事?其實,這是壓電陶瓷,一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。壓電陶瓷到底是一種什么樣的材料呢?這是一種具有壓電效應的材料。所謂壓電效應是指某些介質在力的作用下,產生形變,引起介質表面帶電,這是正壓電效應。反之,施加激勵電場,介質將產生機械變形,稱逆壓電效應。這種奇妙的效應已經被科學家應用在與人們生活密切相關的許多領域,以實現能量轉換、傳感、驅動、頻率控制等功能。壓電陶瓷具有敏感的特性,可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號,可用于聲納系統、氣象探測、遙測環境保護、家用電器等。地震是毀滅性的災害,而且震源始于地殼深處,以前很難預測,使人類陷入了無計可施的尷尬境地。壓電陶瓷在電場作用下產生的形變量很小,**多不超過本身尺寸的千萬分之一,別小看這微小的變化,基于這個原理制做的精確控制機構--壓電驅動器,對于精密儀器和機械的控制、微電子技術、生物工程等領域都是一大福音。PMM利用壓電晶體管壓電效應,將卵細胞外層的透明帶輕易穿孔,以執行動物克隆或人工生殖。壓電轉基因
PMM可用于移去卵細胞內的染色體,它可以用平口針迅速的穿透透明帶,而無須用尖頭針。含有染色體的細胞質會混進洗液管,通過透明帶的孔抽取出來。PMM和傳統方法相比提高了速度和準確率,也就是說增加了效率。細胞核顯微注射Piezo可以輕易破壞核的細胞質膜收集核,利用平口針灸可以一次注射1個或更多的核。針在膜的表面形成一個較深的內陷,piezo就很容易破膜將核注射進去。胚胎干細胞顯微注射PMM與傳統尖頭針相比可促進ES細胞注射入胚泡,甚至可以穿透和部分破壞內細胞群,增加ES細胞的作用。平口針的頂端直徑為8-12um,大約可裝15個ES細胞,用中、低檔能量的脈沖,PMM即可穿透細胞群,用低能量的多次脈沖,針可穿透滋養外胚層(TE)。卵母細胞胞漿內單精子顯微注射PMM通過將精子尾部與頭部割離,精子頭部吸入平口針,在中低檔能量下即可穿透透明帶,進行單精子顯微注射。增加了速度和準確率,PMM為轉基因鼠高效率的產品。與傳統方法相比,Piezo增加了顯微注射的速度和準確率,利用MII轉基因的方法很有效的生成轉基因鼠。北京Piezo Micro Manipulator壓電胚胎干細胞壓電破膜儀PMM 6用于RNA注射。
***次大戰后不久,石英換能器便發展出兩項重要的應用。首先,哈佛大學的皮爾士教授(G.W.Pierce)用石英晶體制作超聲波干涉儀,由石英所發生的超聲波和圖中聲波反射器所反射的回波混合,產生極大值,若微調反射板使前進或后退,則可獲得另一極大值,由兩極大值間的距離,亦即反射板在兩相鄰極大值間所移動的距離,可測出聲波波長。因為已知頻率,因此由頻率與波長的乘積,可定出波在氣體介質中的速度。同時,由幾個極大值間的振幅降低率,可求出波在氣體中的表減系數。當時用它來測量聲波在二氧化碳中波速對頻率的關系,而求出波速的色散關系。用這種方法,可研究氣體在不同混合比與溫度下聲波的波速與衰減率。
ICSI技術作為輔助受精的一種手段,在近10年獲得長足發展。ICSI技術在動物受精機理研究、野生動物遺傳資源保存、拯救珍稀動物和胚胎工廠化生產等方面有著非常廣闊的應用前景。該技術已經成為人類臨床醫學上***男性不育癥的重要手段,并在全世界得到廣泛應用。盡管ICSI已取得很大成就,但是其存在的問題也不容忽視。首先,由于人為地選擇,動物自身對精子優勝劣汰的選擇遭到破壞。這對動物種群的發展產生的影響還需長期深入的研究。如果能詳細了解精子的表型和基因型之間的關系,相信ICSI技術的可靠性會有所明確。其次,作為胚胎生物技術的一部分。ICSI技術也存在總體效率低的問題,而且胚胎移植后妊娠率低而流產率高亦是目前存在的普遍問題。另外,存在出生動物的死亡和畸形等不良后果。因此要更深入地研究其機理和操作等問題,進一步改善ICSI技術。比如Piezo-ICSI技術就可以有效提高成功率。壓電破膜儀 PMM PIEZO-ICSI的推廣和應用將為輔助生殖技術的發展提供重要的技術支持和推動力。
時值壓電效應發現的一百周年,特參考馬遜(W.P.Mason)之作撰寫本文,簡介壓電性之歷史及其應用。早期壓電效應*止于學術上的趣味性研究,而如今則已成為非常有用的效應,用它制出各式各樣的聲電換能器,其操作頻譜可由100Hz起涵蓋至幾個GHz,依頻率的不同而有不同的用途。聲納、反潛、海底通訊、電話通訊等是低頻(聲頻、AF波段)訊號**典型的應用。在幾個MHz范圍,其波長在毫米范圍,適合用來作非破壞性的檢驗材料(nondestructivetesting,簡稱NDT)與醫學診斷上,所謂超聲波成像術、全像攝影術、計算機輔助聲波斷層攝影術等就是針對這些用途而研究的。頻率在VHF、UHF波段則使用壓電性所研制出來的表面聲波電子組件。如延遲線、各式濾波器、回旋器(convolver)、相關器(correlator)等訊號處理組件,在通訊上與訊號處理上具有重要的應用。當頻率高至低微波波段,其對應波長在微米范圍,用來制作聲學顯微鏡,其解像力可和傳統的光學顯微鏡比美,而其機械波而非電磁波的獨特性質,則可彌補光學顯微鏡在應用上的不足。壓電破膜儀 PMM PIEZO-ICSI的使用不僅可以提高受精成功率,還可以減少操作的時間和風險,提高工作效率。深圳壓電胚胎干細胞
PMM與傳統尖頭針相比可促進ES細胞注射入胚泡,用于胚胎干細胞顯微注射(ES cell Microinjection)。壓電轉基因
壓電陶瓷-高聚物復合材料請添加圖片說明無機壓電陶瓷和有機高分子樹脂構成的壓電復合材料,兼備無機和有機壓電材料的性能,并能產生兩相都沒有的特性。因此,可以根據需要,綜合二相材料的優點,制作良好性能的換能器和傳感器。它的接收靈敏度很高,比普通壓電陶瓷更適合于水聲換能器。在其它超聲波換能器和傳感器方面,壓電復合材料也有較大優勢。國內學者對這個領域也頗感興趣,做了大量的工藝研究,并在復合材料的結構和性能方面做了一些有益的基礎研究工作,目前正致力于壓電復合材料產品的開發。4、壓電性特異的多元單晶壓電體壓電轉基因