什么是壓電陶瓷呢?其實它是一能夠?qū)C械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料。所謂壓電效應是指某些介質(zhì)在受到機械壓力時,哪怕這種壓力微小得像聲波振動那樣小,都會產(chǎn)生壓縮或伸長等形狀變化,引起介質(zhì)表面帶電,這是正壓電效應。反之,施加激勵電場,介質(zhì)將產(chǎn)生機械變形,稱逆壓電效應。1880年法國人居里兄弟發(fā)現(xiàn)了“壓電效應”。1942年,***個壓電陶瓷材料——鈦酸鋇先后在美國、前蘇聯(lián)和日本制成。1947年,鈦酸鋇拾音器——***個壓電陶瓷器件誕生了。50年代初,又一種性能**優(yōu)于鈦酸鋇的壓電陶瓷材料--鋯鈦酸鉛研制成功。從此,壓電陶瓷的發(fā)展進入了新的階段。60年代到70年代,壓電陶瓷不斷改進,逐趨完美。如用多種元素改進的鋯鈦酸鉛二元系壓電陶瓷,以鋯鈦酸鉛為基礎的三元系、四元系壓電陶瓷也都應運而生。這些材料性能優(yōu)異,制造簡單,成本低廉,應用***。利用壓電陶瓷將外力轉(zhuǎn)換成電能的特性,可以制造出壓電點火器、移動X光電源、炮彈***裝置。用兩個直徑3毫米、高5毫米的壓電陶瓷柱取代普通的火石,可以制成一種可連續(xù)打火幾萬次的氣體電子打火機。使用壓電破膜儀 PMM PIEZO-ICSI進行人工受孕,可以減少操作的復雜性和風險,提高受孕成功率。武漢PMM 壓電穩(wěn)定
**近幾年來,Piezo-ICSI 法(壓電顯微受精法)被高度重視。使用了Piezo-ICSI法,與常規(guī)的顯微受精技術相比,對卵子的損害更小。結果顯示,用Piezo法會提高受精率,之后受精卵的發(fā)育也更好。Piezo-ICSI壓電顯微受精方法,與傳統(tǒng)ICSI顯微受精方式不同,采用平口而不是尖口的精子注射針,通過超音振動技術打開卵子透明帶再將精子注入卵子,從而一定程度上減少了注射過程對卵子產(chǎn)生的損害,使高齡女性胚胎養(yǎng)囊率有所提升。臨床數(shù)據(jù)顯示,特別是針對一些大齡及反復受精失敗的情況,Piezo-ICSI比常規(guī)ICSI方法的受精率從66.4%提高到79.4%,受精以后的退化率(即停止分裂)從18.6%降低到11.9%。而妊娠率從14.9%提高到23.1%。操作穩(wěn)定性更強事實上相較Piezo法,常規(guī)的顯微受精方法從穩(wěn)定性上更難操作。用汽車來舉例的話,Piezo法相當于自動檔汽車,常規(guī)的顯微受精方法相當于手動檔汽車,Piezo法可以縮短培養(yǎng)師的培訓時間。日本只有10家能做Piezo即使在日本,采用Piezo法的醫(yī)院也不太多。在日本有600家進行體外受精、顯微受精的醫(yī)院,而采用Piezo法的醫(yī)院或許也就10家左右。從現(xiàn)在起Piezo法的優(yōu)勢會得以重新評估,或許10年,20年后會在世界各地得以普及。日本Piezo壓電穩(wěn)定PMM PIEZO該儀器在臨床實踐中已經(jīng)取得了良好的成果,受到了醫(yī)生和患者的一致好評。
壓電效應可分為正壓電效應和逆壓電效應。
正壓電壓電效應是指:當晶體受到某固定方向外力的作用時,內(nèi)部就產(chǎn)生電極化現(xiàn)象,同時在某兩個表面上產(chǎn)生符號相反的電荷;當外力撤去后,晶體又恢復到不帶電的狀態(tài);當外力作用方向改變時,電荷的極性也隨之改變;晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。壓電式傳感器大多是利用正壓電效應制成的。
逆壓電是指對晶體施加交變電場引起晶體機械變形的現(xiàn)象。用逆壓電效應制造的變送器可用于電聲和超聲工程。壓電敏感元件的受力變形有厚度變形型、長度變形型、體積變形型、厚度切變型、平面切變型5種基本形式。壓電晶體是各向異性的,并非所有晶體都能在這5種狀態(tài)下產(chǎn)生壓電效應。例如石英晶體就沒有體積變形壓電效應,但具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應。
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,或者因為原子軌道上電子分布的變形而引起離子偏極化所造成,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,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,端視晶格結構之對稱性而定。壓電現(xiàn)象理論**早是李普曼(Lippmann)在研究熱力學原理時就已發(fā)現(xiàn),后來在同一年,居里兄弟做實驗證明了這個理論,且建立了壓電性與晶體結構的關系。1894年,??颂兀╓.Voigt)更嚴謹?shù)囟ǔ鼍w結構與壓電性的關系,他發(fā)現(xiàn)32種晶類(class)可能具有壓電效應(32類中不具有對稱中心的有21種,其中一種壓電常數(shù)為零,其余20種都具有壓電效應)。PMM具備快速響應的特點,能夠在短時間內(nèi)完成實驗操作,減少了操作時間和不確定性。
依據(jù)電介質(zhì)壓電效應研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器。這里再介紹一下電致伸縮效應。電致伸縮效應,即電介質(zhì)在電場的作用下,由于感應極化作用而產(chǎn)生應變,應變大小與電場平方成正比,與電場方向無關。壓電效應*存在于無對稱中心的晶體中。而電致伸縮效應對所有的電介質(zhì)均存在,不論是非晶體物質(zhì),還是晶體物質(zhì),不論是中心對稱性的晶體,還是極性晶體。
壓電效應的發(fā)現(xiàn)
1880年皮埃爾·居里和雅克·居里兄弟發(fā)現(xiàn)電氣石具有壓電效應。1881年,他們通過實驗驗證了逆壓電效應,并得出了正逆壓電常數(shù)。1984年,德國物理學家沃德馬·沃伊特(德語:Woldemar Voigt),推論出只有無對稱中心的20中點群的晶體才可能具有壓電效應。 Piezo震擊驅(qū)動單元 (MB-U) 移動范圍約±5 mm ,移動速度約0.04 mm/s, 移動分辨率約0.1 um。北京精子制動壓電油壓注射器
PMM利用壓電單元的快速形變的慣性力來驅(qū)動顯微注射針,可以平滑地穿透透明帶和彈性細胞膜。武漢PMM 壓電穩(wěn)定
雖然Piezo-ICSI對于大齡試管準媽媽們的***來說非常有意義,但這項技術的使用卻對生殖中心有著比較高的門檻。日本英醫(yī)院擁有三臺Piezo-ICSI儀器,儀器的顯微鏡來自日本精工企業(yè),手動精密操作臺來自德國。作為**精密儀器,它的每一個組件成本都達百萬,整體造價超過千萬。
使用Piezo-ICSI不單單是設備升級,對培養(yǎng)師的操作要求和難度也是直線升級的。具體說來,因為受精操作是在高倍顯微鏡下利用操作桿來進行的,需要培養(yǎng)師同時配合操作觀察操作桿、顯微鏡、受精針和顯示屏。這么聽起來是不是感覺難度似乎還可以?然而事實上,在操作的過程中,培養(yǎng)師需要不斷的進行距離判斷的「切換」:想象一下,**挪動1cm,鏡下實際只會挪動0.1mm,但出現(xiàn)在視野中的范圍,實際上會有5cm那么大! 武漢PMM 壓電穩(wěn)定