在非晶方性晶體中,施一外力使晶體變形,則由于晶格中電荷的移動(dòng)造成晶體內(nèi)局部性不均勻電荷分布,而產(chǎn)生一電位移。電荷的位移是由于晶體內(nèi)部所有離子的移動(dòng),或者因?yàn)樵榆壍郎想娮臃植嫉淖冃味痣x子偏極化所造成,這些電荷位移現(xiàn)象在所有材料中都存在,可是要具有壓電效應(yīng),則必須能在材料每單位體積中造成有效地凈的電雙極矩變化。是否能有這種變化,端視晶格結(jié)構(gòu)之對(duì)稱(chēng)性而定。壓電現(xiàn)象理論**早是李普曼(Lippmann)在研究熱力學(xué)原理時(shí)就已發(fā)現(xiàn),后來(lái)在同一年,居里兄弟做實(shí)驗(yàn)證明了這個(gè)理論,且建立了壓電性與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系。1894年,??颂兀╓.Voigt)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囟ǔ鼍w結(jié)構(gòu)與壓電性的關(guān)系,他發(fā)現(xiàn)32種晶類(lèi)(class)可能具有壓電效應(yīng)(32類(lèi)中不具有對(duì)稱(chēng)中心的有21種,其中一種壓電常數(shù)為零,其余20種都具有壓電效應(yīng))。PMM 6 MB-D-2中等力度輸出型號(hào),適用于ICSI、ES細(xì)胞注射、活檢操作等。武漢PMM 壓電氣壓注射器
傳統(tǒng)的壓電陶瓷較其它類(lèi)型的壓電材料壓電效應(yīng)要強(qiáng),從而得到了廣泛應(yīng)用。但作為大應(yīng)邊,高能換能材料,傳統(tǒng)壓電陶瓷的壓電效應(yīng)仍不能滿足要求。于是近幾年來(lái),人們?yōu)榱搜芯砍鼍哂懈鼉?yōu)異壓電性的新壓電材料,做了大量工作,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶(A=Zn2+,Mg2+)。這類(lèi)單晶的d33比較高可達(dá)2600pc/N(壓電陶瓷d33比較大為850pc/N),k33可高達(dá)0.95(壓電陶瓷K33比較高達(dá)0.8),其應(yīng)變>1.7%,幾乎比壓電陶瓷應(yīng)變高一個(gè)數(shù)量級(jí)。儲(chǔ)能密度高達(dá)130J/kg,而壓電陶瓷儲(chǔ)能密度在10J/kg以?xún)?nèi)。鐵電壓電學(xué)者們稱(chēng)這類(lèi)材料的出現(xiàn)是壓電材料發(fā)展的又一次飛躍。現(xiàn)在美國(guó)、日本、俄羅斯和中國(guó)已開(kāi)始進(jìn)行這類(lèi)材料的生產(chǎn)工藝研究,它的批量生產(chǎn)的成功必將帶來(lái)壓電材料應(yīng)用的飛速發(fā)展。香港Piezo壓電油壓注射器壓電破膜儀PMM 6用于RNA注射。
時(shí)值壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的一百周年,特參考馬遜(W.P.Mason)之作撰寫(xiě)本文,簡(jiǎn)介壓電性之歷史及其應(yīng)用。早期壓電效應(yīng)*止于學(xué)術(shù)上的趣味性研究,而如今則已成為非常有用的效應(yīng),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(gè)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(hào)**典型的應(yīng)用。在幾個(gè)MHz范圍,其波長(zhǎng)在毫米范圍,適合用來(lái)作非破壞性的檢驗(yàn)材料(nondestructivetesting,簡(jiǎn)稱(chēng)NDT)與醫(yī)學(xué)診斷上,所謂超聲波成像術(shù)、全像攝影術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對(duì)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(lái)的表面聲波電子組件。如延遲線、各式濾波器、回旋器(convolver)、相關(guān)器(correlator)等訊號(hào)處理組件,在通訊上與訊號(hào)處理上具有重要的應(yīng)用。當(dāng)頻率高至低微波波段,其對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)在微米范圍,用來(lái)制作聲學(xué)顯微鏡,其解像力可和傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡比美,而其機(jī)械波而非電磁波的獨(dú)特性質(zhì),則可彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡在應(yīng)用上的不足。
“ICSI”(intracytoplasmicsperminjection)指卵胞漿單精子注射,其操作主要涉及“精子制動(dòng)-精子拾取-破膜-注射”幾個(gè)步驟,其中在“破膜”(即使用注射針刺破卵膜,以便將單個(gè)精子送入卵胞漿)這一步,部分患者的卵子會(huì)出現(xiàn)“無(wú)破膜感”這一特征,這是怎么回事呢?原來(lái),進(jìn)行ICSI操作的時(shí)候,并不是直接用注射針徑直扎破卵膜。技術(shù)書(shū)籍這樣描述道:“調(diào)節(jié)顯微操作作針和卵膜至同一水平面,將注射針中的精子推至針尖處,注射針從卵子3點(diǎn)鐘位置穿入透明帶并繼續(xù)進(jìn)針,至卵中心或越過(guò)中心位置。由于卵膜的彈性,進(jìn)針處卵膜出現(xiàn)‘漏斗狀’,但卵膜仍未破裂,需輕微回吸注射針以確認(rèn)膜破裂。一旦刺破卵膜可見(jiàn)到胞漿和精子的一個(gè)‘快速反流’的過(guò)程或可見(jiàn)卵膜‘回彈’現(xiàn)象,之后將精子注入卵子胞質(zhì)內(nèi)。這是正常情況下的破膜操作,而文章開(kāi)頭提到的“無(wú)破膜感”,則是指注射針穿入透明帶的同時(shí)也立即穿透卵膜,不形成漏斗狀結(jié)構(gòu),看不到胞漿的快速返流或回彈現(xiàn)象。學(xué)術(shù)界給具有這一特征的卵子細(xì)胞膜起了個(gè)特有名稱(chēng)——脆性卵膜。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)。
壓電式破膜儀的原理壓電式破膜儀的原理基于壓電效應(yīng)。當(dāng)壓電陶瓷通電后,它會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)。這種振動(dòng)被傳遞到顯微操作針上,使針產(chǎn)生振動(dòng)。這種振動(dòng)用于在顯微操作過(guò)程中打孔或穿孔細(xì)胞膜,特別是在哺乳動(dòng)物胚胎透明帶細(xì)胞膜的穿孔任務(wù)中。壓電式破膜儀可以配合顯微操作臂和顯微注射儀使用,以提高克隆動(dòng)物中核移植、小鼠ICSI等工作的成功率。由于壓電脈沖能直接無(wú)損失地傳輸?shù)讲僮麽樕?,使得?xì)胞膜的穿孔更加精確和可靠。這種顯微操作方式提高了多種實(shí)驗(yàn)的成功率,包括胚胎干細(xì)胞或誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的寒胚移植、小鼠ICSI等。此外,壓電式破膜儀操作直觀、簡(jiǎn)單快捷,具有可重復(fù)性的參數(shù)設(shè)置,實(shí)驗(yàn)參數(shù)可記憶,也可以選用人體工程學(xué)腳踏或儀器上的旋鈕進(jìn)行操作。 PMM PIEZO-ICSI是一種先進(jìn)的技術(shù),用于輔助生殖醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的人工受孕過(guò)程。昆明精子制動(dòng)壓電轉(zhuǎn)基因
壓電式破膜儀PMM 6可用于核轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)。武漢PMM 壓電氣壓注射器
壓電打火機(jī)的電壓陶瓷元件產(chǎn)生的瞬間電壓用什么儀器可以測(cè)量呢?起初,我們?cè)噲D用普通指針式多用電表直流高壓擋測(cè)量,發(fā)現(xiàn)每次按動(dòng)點(diǎn)火元件的黑色塑料壓桿時(shí),由于兩個(gè)電極接出的電壓只能使指針略微抖動(dòng)一下。分析原因是,因?yàn)殡妷好}沖持續(xù)時(shí)間甚短,指針慣性較大,指針無(wú)法同步體現(xiàn)電壓的變化做大幅偏轉(zhuǎn)。換用數(shù)字顯示型多用電表,本以為其無(wú)指針慣性影響,應(yīng)該能讀出瞬間高電壓來(lái),誰(shuí)知事與愿違,我們根本看不到預(yù)想的高電壓讀數(shù),只能看到一些變換不定的低電壓數(shù)據(jù)。分析起來(lái),這是由于液晶顯示響應(yīng)速度較慢,點(diǎn)火電壓脈沖持續(xù)時(shí)間甚短,來(lái)不及顯示比較高瞬間電壓,只能顯示電壓降落(較平緩階段)過(guò)程中的某些隨機(jī)電壓讀數(shù)。***,我們搬出實(shí)驗(yàn)室的“重磅武器”──示波器,再做一試。我們用的是實(shí)驗(yàn)室**普通的J2459型學(xué)生示波器,連接線為兩條普通的帶終魚(yú)夾的導(dǎo)線。從理論上講,示波器是利用電子束偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上顯示光點(diǎn)移動(dòng)的,電子束慣性極小,應(yīng)該能“跟蹤”上點(diǎn)火高壓脈沖的變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果不出所料。武漢PMM 壓電氣壓注射器