如今壓電陶瓷已經(jīng)被科學(xué)家應(yīng)用到**建設(shè)、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)以及和人民生活密切相關(guān)的許多領(lǐng)域中,成為信息時(shí)代的多面手。在航天領(lǐng)域,壓電陶瓷制作的壓電陀螺,是在太空中飛行的航天器、人造衛(wèi)星的“舵”。依靠“舵”,航天器和人造衛(wèi)星,才能保證其既定的方位和航線。傳統(tǒng)的機(jī)械陀螺,壽命短,精度差,靈敏度也低,不能很好滿足航天器和衛(wèi)星系統(tǒng)的要求。而小巧玲瓏的壓電陀螺靈敏度高,可靠性好。在潛入深海的潛艇上,都裝有人稱水下偵察兵的聲納系統(tǒng)。它是水下導(dǎo)航、通訊、偵察敵艦、清掃敵布水雷的不可缺少的設(shè)備,也是開發(fā)海洋資源的有力工具,它可以探測(cè)魚群、勘查海底地形地貌等。在這種聲納系統(tǒng)中,有一雙明亮的“眼睛”——壓電陶瓷水聲換能器。當(dāng)水聲換能器發(fā)射出的聲信號(hào)碰到一個(gè)目標(biāo)后就會(huì)產(chǎn)生反射信號(hào),這個(gè)反射信號(hào)被另一個(gè)接收型水聲換能器所接收,于是,就發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)。目前,壓電陶瓷是制作水聲換能器的比較好材料之一。Piezo震擊驅(qū)動(dòng)單元 (MB-U) 移動(dòng)范圍約±5 mm ,移動(dòng)速度約0.04 mm/s, 移動(dòng)分辨率約0.1 um。武漢細(xì)胞內(nèi)膜打孔壓電輔助孵化
Piezo-ICSI程序:
使用直徑100-mm的細(xì)胞培養(yǎng)皿上蓋,準(zhǔn)備操作盤;按照Piezo操作系統(tǒng)的要求,將4μL左右的汞從后部裝入注射針中,輕輕將汞推至針尖處,在20-25℃室溫下,準(zhǔn)備進(jìn)行顯微操作。具體操作前,首先取10枚卵母細(xì)胞置于15L含3 % suerose的HEPES-CZB操作滴中備用;然后將2.5μL精子溶液與5pLHEPES-CZB+ 12 % PVP-360操作滴充分混合;再將單個(gè)精子從尾部吸入注射針,用Piezo脈沖從頸部斷開頭和尾;連續(xù)剪切5個(gè)精子后,將吸入全部精子頭的注射針轉(zhuǎn)移到放置卵母細(xì)胞的操作滴中,準(zhǔn)備將精子頭逐個(gè)注射至卵母細(xì)胞質(zhì)中。注射時(shí),從時(shí)鐘9點(diǎn)的方向吸住卵母細(xì)胞,使紡錘體保持在6點(diǎn)或12點(diǎn)的位置,從3點(diǎn)的方向輕輕進(jìn)針,同時(shí)用Piezo脈沖擊穿透明帶,將透明帶碎片吹出注射針的同時(shí),將精子頭吹至針尖處,繼續(xù)進(jìn)針,直至針尖插入卵母細(xì)胞深處,幾乎貼近對(duì)側(cè)質(zhì)膜時(shí),用Piezo弱脈沖擊穿卵母細(xì)胞質(zhì)膜,將精子頭吐出,回吸注入卵內(nèi)多余的操作液,輕輕退針,完成一次注射。依次操作,盡快實(shí)現(xiàn)該批卵母細(xì)胞的注射,室溫放置5min,然后用大量CZB溶液洗滌ICSI胚胎,并且移入CO?箱培養(yǎng)。依法進(jìn)行第二批卵母細(xì)胞的精子頭注射,在注射HCG后17 h,完成全部卵母細(xì)胞的精子注射。 香港透明帶打孔壓電油壓注射器壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細(xì)胞和胚胎的ICSI等實(shí)驗(yàn)。
壓電效應(yīng):某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí),其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象,同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后,它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài),這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí),電荷的極性也隨之改變。相反,當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng),這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形,電場(chǎng)去掉后,電介質(zhì)的變形隨之消失,這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為壓電傳感器。
壓電陶瓷-高聚物復(fù)合材料請(qǐng)?zhí)砑訄D片說明無機(jī)壓電陶瓷和有機(jī)高分子樹脂構(gòu)成的壓電復(fù)合材料,兼?zhèn)錈o機(jī)和有機(jī)壓電材料的性能,并能產(chǎn)生兩相都沒有的特性。因此,可以根據(jù)需要,綜合二相材料的優(yōu)點(diǎn),制作良好性能的換能器和傳感器。它的接收靈敏度很高,比普通壓電陶瓷更適合于水聲換能器。在其它超聲波換能器和傳感器方面,壓電復(fù)合材料也有較大優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)這個(gè)領(lǐng)域也頗感興趣,做了大量的工藝研究,并在復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能方面做了一些有益的基礎(chǔ)研究工作,目前正致力于壓電復(fù)合材料產(chǎn)品的開發(fā)。4、壓電性特異的多元單晶壓電體壓電輔助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。
卵子***是人類胚胎發(fā)育的起始步驟,該過程主要由細(xì)胞內(nèi)的鈣釋放調(diào)控,當(dāng)成熟的卵母細(xì)胞發(fā)育到MII期后,只有精子的PLCζ進(jìn)入卵母細(xì)胞的胞漿,才能***鈣震蕩,促使卵母細(xì)胞完成完整的減數(shù)分裂。TFF(Totalfertilizationfailure,完全受精失敗)是指MII期卵母細(xì)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(guān),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(hào)傳導(dǎo)導(dǎo)致的胞質(zhì)不成熟;精子因素主要是PLCζ蛋白的結(jié)構(gòu)、表達(dá)和定位異常。受精失敗與女方年齡、不育類型和取卵數(shù)目等因素?zé)o關(guān)。精子的解凝功能異常和魚精蛋白缺失與TFF密切相關(guān)。精子染色質(zhì)組裝異?;蚓覦NA損傷可導(dǎo)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(zhì)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(xì)胞染色質(zhì)的魚精蛋白的合成與組裝對(duì)于精細(xì)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(dǎo)致受精失敗。當(dāng)精子進(jìn)入卵子后精子染色質(zhì)提前濃縮也導(dǎo)致其提前解凝,精子和卵子遺傳物質(zhì)的同步節(jié)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。PRIME TECH PMM 用于小鼠ICSI。美國(guó)透明帶打孔壓電壓電元件
壓電式破膜儀PMM 6可用于核轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)。武漢細(xì)胞內(nèi)膜打孔壓電輔助孵化
壓電效應(yīng)的原理是,如果對(duì)壓電材料施加壓力,它便會(huì)產(chǎn)生電位差(稱之為正壓電效應(yīng)),反之施加電壓,則產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力(稱為逆壓電效應(yīng))。如果壓力是一種高頻震動(dòng),則產(chǎn)生的就是高頻電流。而高頻電信號(hào)加在壓電陶瓷上時(shí),則產(chǎn)生高頻聲信號(hào)(機(jī)械震動(dòng)),這就是我們平常所說的超聲波信號(hào)。也就是說,壓電陶瓷具有機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換和逆轉(zhuǎn)換的功能,這種相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系確實(shí)非常有意思。壓電材料可以因機(jī)械變形產(chǎn)生電場(chǎng),也可以因電場(chǎng)作用產(chǎn)生機(jī)械變形,這種固有的機(jī)-電耦合效應(yīng)使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。例如,壓電材料已被用來制作智能結(jié)構(gòu),此類結(jié)構(gòu)除具有自承載能力外,還具有自診斷性、自適應(yīng)性和自修復(fù)性等功能,在未來的飛行器設(shè)計(jì)中占有重要的地位。武漢細(xì)胞內(nèi)膜打孔壓電輔助孵化