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。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。日本压电克隆
PMM可用于移去卵细胞内的染色体,它可以用平口针迅速的穿透透明带,而无须用尖头针。含有染色体的细胞质会混进洗液管,通过透明带的孔抽取出来。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。细胞核显微注射Piezo可以轻易破坏核的细胞质膜收集核,利用平口针灸可以一次注射1个或更多的核。针在膜的表面形成一个较深的内陷,piezo就很容易破膜将核注射进去。胚胎干细胞显微注射PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,甚至可以穿透和部分破坏内细胞群,增加ES细胞的作用。平口针的顶端直径为8-12um,大约可装15个ES细胞,用中、低档能量的脉冲,PMM即可穿透细胞群,用低能量的多次脉冲,针可穿透滋养外胚层(TE)。卵母细胞胞浆内单精子显微注射PMM通过将精子尾部与头部割离,精子头部吸入平口针,在中低档能量下即可穿透透明带,进行单精子显微注射。增加了速度和准确率,PMM为转基因鼠高效率的产品。与传统方法相比,Piezo增加了显微注射的速度和准确率,利用MII转基因的方法很有效的生成转基因鼠。深圳Piezo Micro Manipulator压电ICSIPRIME TECH PMM 6可用于DNA注射。
“ICSI”(intracytoplasmicsperminjection)指卵胞浆单精子注射,其操作主要涉及“精子制动-精子拾取-破膜-注射”几个步骤,其中在“破膜”(即使用注射针刺破卵膜,以便将单个精子送入卵胞浆)这一步,部分患者的卵子会出现“无破膜感”这一特征,这是怎么回事呢?原来,进行ICSI操作的时候,并不是直接用注射针径直扎破卵膜。技术书籍这样描述道:“调节显微操作作针和卵膜至同一水平面,将注射针中的精子推至针尖处,注射针从卵子3点钟位置穿入透明带并继续进针,至卵中心或越过中心位置。由于卵膜的弹性,进针处卵膜出现‘漏斗状’,但卵膜仍未破裂,需轻微回吸注射针以确认膜破裂。一旦刺破卵膜可见到胞浆和精子的一个‘快速反流’的过程或可见卵膜‘回弹’现象,之后将精子注入卵子胞质内。这是正常情况下的破膜操作,而文章开头提到的“无破膜感”,则是指注射针穿入透明带的同时也立即穿透卵膜,不形成漏斗状结构,看不到胞浆的快速返流或回弹现象。学术界给具有这一特征的卵子细胞膜起了个特有名称——脆性卵膜。
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。PMM与传统尖头针相比可促进ES细胞注射入胚泡,用于胚胎干细胞显微注射(ES cell Microinjection)。
压电打火机的电压陶瓷元件产生的瞬间电压用什么仪器可以测量呢?起初,我们试图用普通指针式多用电表直流高压挡测量,发现每次按动点火元件的黑色塑料压杆时,由于两个电极接出的电压只能使指针略微抖动一下。分析原因是,因为电压脉冲持续时间甚短,指针惯性较大,指针无法同步体现电压的变化做大幅偏转。换用数字显示型多用电表,本以为其无指针惯性影响,应该能读出瞬间高电压来,谁知事与愿违,我们根本看不到预想的高电压读数,只能看到一些变换不定的低电压数据。分析起来,这是由于液晶显示响应速度较慢,点火电压脉冲持续时间甚短,来不及显示比较高瞬间电压,只能显示电压降落(较平缓阶段)过程中的某些随机电压读数。***,我们搬出实验室的“重磅武器”──示波器,再做一试。我们用的是实验室**普通的J2459型学生示波器,连接线为两条普通的带终鱼夹的导线。从理论上讲,示波器是利用电子束偏转后打在荧光屏上显示光点移动的,电子束惯性极小,应该能“跟踪”上点火高压脉冲的变化,实验结果不出所料。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。武汉Piezo压电单精子胞浆内注射
压电显微操作仪PMM 6可用于猪卵母细胞和胚胎的ICSI等实验。日本压电克隆
压电材料的应用领域可以粗略分为两大类:即振动能和超声振动能-电能换能器应用,包括电声换能器,水声换能器和超声换能器等,以及其它传感器和驱动器应用。换能器换能器是将机械振动转变为电信号或在电场驱动下产生机械振动的器件压电聚合物电声器件利用了聚合物的横向压电效应,而换能器设计则利用了聚合物压电双晶片或压电单晶片在外电场驱动下的弯曲振动,利用上述原理可生产电声器件如麦克风、立体声耳机和高频扬声器。目前对压电聚合物电声器件的研究主要集中在利用压电聚合物的特点,研制运用其它现行技术难以实现的、而且具有特殊电声功能的器件,如抗噪声电话、宽带超声信号发射系统等。为满足特定要求而开发的各种原型水声器件,采用了不同类型和形状的压电聚合物材料,如薄片、薄板、叠片、圆筒和同轴线等,以充分发挥压电聚合物高弹性、低密度、易于制备为大和小不同截面的元件、而且声阻抗与水数量级相同等特点,***一个特点使得由压电聚合物制备的水听器可以放置在被测声场中,感知声场内的声压,且不致由于其自身存在使被测声场受到扰动。而聚合物的高弹性则可减小水听器件内的瞬态振荡,从而进一步增强压电聚合物水听器的性能。日本压电克隆