美國prime tech壓電PMM 6U

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。PMM利用壓電單元的快速形變的慣性力來驅動顯微注射針，可以平滑地穿透透明帶和彈性細胞膜。美國prime tech壓電PMM 6U

下面我們利用壓電陶瓷測試壓電效應和逆壓電效應。常用的壓電陶瓷是由鋯鈦酸鉛（PZT）材料做成的。將PZT材料做成的壓電陶瓷片粘在圓形黃銅片上就構成了壓電陶瓷元件。它具有明顯的壓電效應。首先，將壓電陶瓷片A的兩根引線通過一個按鈕開關與信號發生器相聯。將壓電陶瓷片B的兩根引線與擴音器（帶喇叭）的輸入端相連。將A、B兩個壓電陶瓷片用黑封泥固定在同一個木板制成的箱子上。當觀察者將按鈕開關按下，接通信號發生器和壓電陶瓷A時，由于逆壓電效應，A開始振動，并把振動傳給木箱，木箱的振動傳給壓電陶瓷B，由于壓電效應，使B兩邊產生變化電信號，再傳給擴音器使喇叭發聲，所以這個實驗同時演示了壓電效應和逆壓電效應。武漢Piezo Micro Manipulator壓電PRIME TECH PMM 6兼容多種顯微操作系統。

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。

卵子***是人類胚胎發育的起始步驟，該過程主要由細胞內的鈣釋放調控，當成熟的卵母細胞發育到MII期后，只有精子的PLCζ進入卵母細胞的胞漿，才能***鈣震蕩，促使卵母細胞完成完整的減數分裂。TFF(Totalfertilizationfailure，完全受精失敗)是指MII期卵母細胞無法完成受精的過程，有1-3%的ICSI失敗是源于IFF。TFF與精子及卵子的異常均有關，其中卵子***異常是主要因素。卵子因素主要是由蛋白合成不足或異常信號傳導導致的胞質不成熟；精子因素主要是PLCζ蛋白的結構、表達和定位異常。受精失敗與女方年齡、不育類型和取卵數目等因素無關。精子的解凝功能異常和魚精蛋白缺失與TFF密切相關。精子染色質組裝異常或精子DNA損傷可導致精子的解凝異常，無法***卵子及合子形成。研究表明精子染色質組裝異常的精子中精子解凝功能受阻的精子比例高于正常精子。精細胞染色質的魚精蛋白的合成與組裝對于精細胞的基因組濃縮也是非常重要的。若魚精蛋白的量減少，精子在ICSI后提前解凝，導致受精失敗。當精子進入卵子后精子染色質提前濃縮也導致其提前解凝，精子和卵子遺傳物質的同步節奏被打破，也造成受精失敗。不過這種同步性異常主要還是卵子因素造成的。Piezo-ICSI 相比常規 ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。

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。PMM PIEZO具備良好的可擴展性，可以根據不同的需求進行調整和升級，滿足不同醫療機構的需求。美國prime tech壓電PMM 6U

壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產生的驅動力，可以良好的穿刺各類樣品：如小鼠、豬、牛的卵母細胞和胚胎。美國prime tech壓電PMM 6U

傳統的壓電陶瓷較其它類型的壓電材料壓電效應要強，從而得到了廣泛應用。但作為大應邊，高能換能材料，傳統壓電陶瓷的壓電效應仍不能滿足要求。于是近幾年來，人們為了研究出具有更優異壓電性的新壓電材料，做了大量工作，現已發現并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶（A=Zn2+,Mg2+）。這類單晶的d33比較高可達2600pc/N(壓電陶瓷d33比較大為850pc/N),k33可高達0.95（壓電陶瓷K33比較高達0.8），其應變>1.7%，幾乎比壓電陶瓷應變高一個數量級。儲能密度高達130J/kg，而壓電陶瓷儲能密度在10J/kg以內。鐵電壓電學者們稱這類材料的出現是壓電材料發展的又一次飛躍。現在美國、日本、俄羅斯和中國已開始進行這類材料的生產工藝研究，它的批量生產的成功必將帶來壓電材料應用的飛速發展。美國prime tech壓電PMM 6U