依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应,即电介质在电场的作用下,由于感应极化作用而产生应变,应变大小与电场平方成正比,与电场方向无关。压电效应*存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在,不论是非晶体物质,还是晶体物质,不论是中心对称性的晶体,还是极性晶体。
压电效应的发现
1880年皮埃尔·居里和雅克·居里兄弟发现电气石具有压电效应。1881年,他们通过实验验证了逆压电效应,并得出了正逆压电常数。1984年,德国物理学家沃德马·沃伊特(德语:Woldemar Voigt),推论出只有无对称中心的20中点群的晶体才可能具有压电效应。 与传统ICSI方法相比,Piezo-ICSI增加了显微注射的速度和准确率,利用MII转基因的方法有效的生成转基因鼠。香港细胞内膜打孔压电ICSI

当您将按钮轻轻一揿,煤气灶迅即燃起蓝色火焰,您可曾意识到是什么带给您的这份便利呢?将一块看起来平淡无奇的陶瓷接上导线和电流表,用手在上面一摁,电流表的指针也跟着发生摆动——竟然产生了电流,岂非咄咄怪事?其实,这是压电陶瓷,一种能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷到底是一种什么样的材料呢?这是一种具有压电效应的材料。所谓压电效应是指某些介质在力的作用下,产生形变,引起介质表面带电,这是正压电效应。反之,施加激励电场,介质将产生机械变形,称逆压电效应。这种奇妙的效应已经被科学家应用在与人们生活密切相关的许多领域,以实现能量转换、传感、驱动、频率控制等功能。压电陶瓷具有敏感的特性,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号,可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。地震是毁灭性的灾害,而且震源始于地壳深处,以前很难预测,使人类陷入了无计可施的尴尬境地。压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小,**多不超过本身尺寸的千万分之一,别小看这微小的变化,基于这个原理制做的精确控制机构--压电驱动器,对于精密仪器和机械的控制、微电子技术、生物工程等领域都是一大福音。香港Piezo Micro Manipulator压电辅助孵化压电破膜仪 PMM PIEZO-ICSI的使用不仅可以提高受精成功率,还可以减少操作的时间和风险,提高工作效率。

下面我们利用压电陶瓷测试压电效应和逆压电效应。
常用的压电陶瓷是由锆钛酸铅(PZT)材料做成的。将PZT材料做成的压电陶瓷片粘在圆形黄铜片上就构成了压电陶瓷元件。它具有明显的压电效应。首先,将压电陶瓷片A的两根引线通过一个按钮开关与信号发生器相联。将压电陶瓷片B的两根引线与扩音器(带喇叭)的输入端相连。将A、B两个压电陶瓷片用黑封泥固定在同一个木板制成的箱子上。当观察者将按钮开关按下,接通信号发生器和压电陶瓷A时,由于逆压电效应,A开始振动,并把振动传给木箱,木箱的振动传给压电陶瓷B,由于压电效应,使B两边产生变化电信号,再传给扩音器使喇叭发声,所以这个实验同时演示了压电效应和逆压电效应。
1927年,伍德(R.W.Wood)与鲁密斯(A.L.Loomis)首先使用高功率超声波。使用蓝杰文型的石英换能器配合高功率真空管,在液体中产生高能量,使液体引起所谓的空腔(cavitation)现象。同时也研究高功率超声波对生物试样的效应。在水下音响(underwatersound)的研究中发现,石英晶体并不是很好的换能器材料,但是它的振荡频率却不随温度而变,亦即所谓的具有低的温度系数。这种频率对温度的高稳定性,用在控制振荡器的频率,及某些滤波器上**有用。1919年,卡迪(Cady)教授***次利用石英当做频率控制器,图四就是**早期的晶体控制振荡器电路。因为晶体具有极高的Q值(注三),振荡器的频率受到晶体共振频率的控制,且频率不随温度变化而变。后来,皮尔士和皮尔士-米勒(Pierce-Miller)又发明一种以后广被采用的晶体控制振荡电路。在第二次世界大战中,大约使用了一千万个晶体振荡器,用以建立坦克与坦克之间及地面和飞机之间的通讯。压电辅助ICSI于1995年被描述,可用于标准ICSI失败的动物(如小鼠)的辅助受孕。

传统的压电陶瓷较其它类型的压电材料压电效应要强,从而得到了广泛应用。但作为大应边,高能换能材料,传统压电陶瓷的压电效应仍不能满足要求。于是近几年来,人们为了研究出具有更优异压电性的新压电材料,做了大量工作,现已发现并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3单晶(A=Zn2+,Mg2+)。这类单晶的d33比较高可达2600pc/N(压电陶瓷d33比较大为850pc/N),k33可高达0.95(压电陶瓷K33比较高达0.8),其应变>1.7%,几乎比压电陶瓷应变高一个数量级。储能密度高达130J/kg,而压电陶瓷储能密度在10J/kg以内。铁电压电学者们称这类材料的出现是压电材料发展的又一次飞跃。现在美国、日本、俄罗斯和中国已开始进行这类材料的生产工艺研究,它的批量生产的成功必将带来压电材料应用的飞速发展。PMM和传统方法相比提高了速度和准确率,也就是说增加了效率。北京压电PMM 6
PMM 6 MB-U-2高力度输出型号,它可进行克隆和ICSI等方面的许多操作。香港细胞内膜打孔压电ICSI
Piezo-ICSI程序:
使用直径100-mm的细胞培养皿上盖,准备操作盘;按照Piezo操作系统的要求,将4μL左右的汞从后部装入注射针中,轻轻将汞推至针尖处,在20-25℃室温下,准备进行显微操作。具体操作前,首先取10枚卵母细胞置于15L含3 % suerose的HEPES-CZB操作滴中备用;然后将2.5μL精子溶液与5pLHEPES-CZB+ 12 % PVP-360操作滴充分混合;再将单个精子从尾部吸入注射针,用Piezo脉冲从颈部断开头和尾;连续剪切5个精子后,将吸入全部精子头的注射针转移到放置卵母细胞的操作滴中,准备将精子头逐个注射至卵母细胞质中。注射时,从时钟9点的方向吸住卵母细胞,使纺锤体保持在6点或12点的位置,从3点的方向轻轻进针,同时用Piezo脉冲击穿透明带,将透明带碎片吹出注射针的同时,将精子头吹至针尖处,继续进针,直至针尖插入卵母细胞深处,几乎贴近对侧质膜时,用Piezo弱脉冲击穿卵母细胞质膜,将精子头吐出,回吸注入卵内多余的操作液,轻轻退针,完成一次注射。依次操作,尽快实现该批卵母细胞的注射,室温放置5min,然后用大量CZB溶液洗涤ICSI胚胎,并且移入CO₂箱培养。依法进行第二批卵母细胞的精子头注射,在注射HCG后17 h,完成全部卵母细胞的精子注射。 香港细胞内膜打孔压电ICSI
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