當(dāng)您將按鈕輕輕一撳，煤氣灶迅即燃起藍(lán)色火焰，您可曾意識(shí)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(dǎo)線和電流表，用手在上面一摁，電流表的指針也跟著發(fā)生擺動(dòng)——竟然產(chǎn)生了電流，豈非咄咄怪事？其實(shí)，這是壓電陶瓷，一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)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(yīng)的材料。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。這種奇妙的效應(yīng)已經(jīng)被科學(xué)家應(yīng)用在與人們生活密切相關(guān)的許多領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、傳感、驅(qū)動(dòng)、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(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可用于聲納系統(tǒng)、氣象探測(cè)、遙測(cè)環(huán)境保護(hù)、家用電器等。地震是毀滅性的災(zāi)害，而且震源始于地殼深處，以前很難預(yù)測(cè)，使人類陷入了無計(jì)可施的尷尬境地。壓電陶瓷在電場(chǎng)作用下產(chǎn)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(gè)原理制做的精確控制機(jī)構(gòu)－－壓電驅(qū)動(dòng)器，對(duì)于精密儀器和機(jī)械的控制、微電子技術(shù)、生物工程等領(lǐng)域都是一大福音。PMM高精度控制，顯微注射針的移動(dòng)分辨率達(dá)到0.1um，可以精確穿透目標(biāo)，不會(huì)誤傷其他結(jié)構(gòu)。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G

壓電效應(yīng)可分為正壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。

正壓電壓電效應(yīng)是指：當(dāng)晶體受到某固定方向外力的作用時(shí),內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,同時(shí)在某兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷；當(dāng)外力撤去后，晶體又恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；當(dāng)外力作用方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變；晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應(yīng)制成的。

逆壓電是指對(duì)晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形的現(xiàn)象。用逆壓電效應(yīng)制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長(zhǎng)度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型5種基本形式。壓電晶體是各向異性的，并非所有晶體都能在這5種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應(yīng)。例如石英晶體就沒有體積變形壓電效應(yīng)，但具有良好的厚度變形和長(zhǎng)度變形壓電效應(yīng)。 上海Piezo Micro Manipulator壓電PMM PIEZO的使用不僅可以提高受孕成功率，還可以減少患者的心理壓力和焦慮感，增強(qiáng)他們的信心。

傳統(tǒng)的ICSI是通過授精針刺破卵子，將挑選好的精子注入使之受精。本質(zhì)上對(duì)卵子來說是一種物理性侵入，特別對(duì)于幼弱老化的卵子可能會(huì)有一定損傷的風(fēng)險(xiǎn)。而全新的壓電式胞漿內(nèi)單精子注射（Piezo-ICSI）技術(shù)，可以減少對(duì)卵子的傷害，相較于常規(guī)式的ICSI相比更能提高受精率。

Piezo-ICSI超音振動(dòng)顯微受精法，采用極細(xì)（0.908毫米）的平口注射針，比常規(guī)的注射針（1.473mm）細(xì)小了將近一半，能夠?qū)⒙殉驳膫档奖容^低。另一方面，精子注射的過程對(duì)卵子的影響也極其重要。Piezo-ICSI技術(shù)通過超音振動(dòng)來打開卵子透明帶再將精子注入，減少了對(duì)卵子的損傷，也能夠提高胚胎成功受精的幾率。研究數(shù)據(jù)顯示，以原有的人工授精療法ICSI與Piezo-ICSI進(jìn)行比較，受精率從83.1%提高到90.3%，細(xì)胞分裂優(yōu)化由84.60%提高到88.10%。

以piezo操作系統(tǒng)為技術(shù)支撐，在掌握小鼠卵母細(xì)胞胞漿內(nèi)精子注射技術(shù)(ICSI)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了ICSI技術(shù)生產(chǎn)試管小鼠及轉(zhuǎn)基因小鼠的嘗試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明以Hepes-CZB+3％蔗糖做操作液，用來自成年KM鼠附睪尾的新鮮精子頭和pEGFP-N1質(zhì)粒孵育處理凍融精子頭，直接注射到B6D2 F1小鼠卵母細(xì)胞質(zhì)中，注射后1h，83.3％的卵母細(xì)胞仍然存活，鮮精組和凍精組各有92.3％和83.0％成活卵子排出極體、出現(xiàn)原核。用CZB溶液繼續(xù)培養(yǎng)ICSI胚胎，兩組的卵裂率、桑椹胚率、囊胚率分別為(97.8％vs 94.7％)、(64％vs 64.5％)、(5％，vs 24.7％)。其中桑椹胚率、囊胚率均***低于體內(nèi)受精對(duì)照組(64％，64.5％vs 88％；5％，24.7％vs70％P＜0.01)；將鮮精組原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及凍精組135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受體內(nèi)，分別出生28只、3只、18只ICSI小鼠(黑色或灰色)，效率分別為23.3％，4％，13.3％。健康成年的31只ICSI小鼠，沒有明顯的生理和行為異常。隨機(jī)抽取六對(duì)鮮精組性成熟ICSI小鼠做交配實(shí)驗(yàn)，一個(gè)月后都有小鼠出生(平均窩產(chǎn)10.7只)。本實(shí)驗(yàn)表明，ICSI精子載體法可以比較高地制造小鼠轉(zhuǎn)基因胚胎，小鼠附睪新鮮精子及無抗凍劑保護(hù)冷凍致死精子都具有足夠的全程發(fā)育潛力。壓電輔助ICSI于1995年被描述，可用于標(biāo)準(zhǔn)ICSI失敗的動(dòng)物（如小鼠）的輔助受孕。

什么是壓電陶瓷呢？其實(shí)它是一能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在受到機(jī)械壓力時(shí)，哪怕這種壓力微小得像聲波振動(dòng)那樣小，都會(huì)產(chǎn)生壓縮或伸長(zhǎng)等形狀變化，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵(lì)電場(chǎng)，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。1880年法國(guó)人居里兄弟發(fā)現(xiàn)了“壓電效應(yīng)”。1942年，***個(gè)壓電陶瓷材料——鈦酸鋇先后在美國(guó)、前蘇聯(lián)和日本制成。1947年，鈦酸鋇拾音器——***個(gè)壓電陶瓷器件誕生了。50年代初，又一種性能**優(yōu)于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料--鋯鈦酸鉛研制成功。從此，壓電陶瓷的發(fā)展進(jìn)入了新的階段。60年代到70年代，壓電陶瓷不斷改進(jìn)，逐趨完美。如用多種元素改進(jìn)的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷，以鋯鈦酸鉛為基礎(chǔ)的三元系、四元系壓電陶瓷也都應(yīng)運(yùn)而生。這些材料性能優(yōu)異，制造簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用***。利用壓電陶瓷將外力轉(zhuǎn)換成電能的特性，可以制造出壓電點(diǎn)火器、移動(dòng)X光電源、炮彈***裝置。用兩個(gè)直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石，可以制成一種可連續(xù)打火幾萬次的氣體電子打火機(jī)。壓電顯微操作儀PMM 6可用于兔子卵母細(xì)胞和胚胎的ICSI等實(shí)驗(yàn)。昆明細(xì)胞內(nèi)膜打孔壓電輔助孵化

壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細(xì)胞和胚胎的ICSI等實(shí)驗(yàn)。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G

1927年，伍德（R.W.Wood）與魯密斯（A.L.Loomis）首先使用高功率超聲波。使用藍(lán)杰文型的石英換能器配合高功率真空管，在液體中產(chǎn)生高能量，使液體引起所謂的空腔（cavitation）現(xiàn)象。同時(shí)也研究高功率超聲波對(duì)生物試樣的效應(yīng)。在水下音響（underwatersound）的研究中發(fā)現(xiàn)，石英晶體并不是很好的換能器材料，但是它的振蕩頻率卻不隨溫度而變，亦即所謂的具有低的溫度系數(shù)。這種頻率對(duì)溫度的高穩(wěn)定性，用在控制振蕩器的頻率，及某些濾波器上**有用。1919年，卡迪（Cady）教授***次利用石英當(dāng)做頻率控制器，圖四就是**早期的晶體控制振蕩器電路。因?yàn)榫w具有極高的Q值（注三），振蕩器的頻率受到晶體共振頻率的控制，且頻率不隨溫度變化而變。后來，皮爾士和皮爾士-米勒（Pierce-Miller）又發(fā)明一種以后廣被采用的晶體控制振蕩電路。在第二次世界大戰(zhàn)中，大約使用了一千萬個(gè)晶體振蕩器，用以建立坦克與坦克之間及地面和飛機(jī)之間的通訊。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G