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仪器在临床实践中已经取得了明显的成果,受到了医生和患者的一致好评。北京细胞内膜打孔压电单精子胞浆内注射
压电效应是某些介质在力的作用下产生形变时,在介质表面出现异种电荷的现象。实验表明,这种束缚电荷的电量与作用力成正比,而电量越多,相对应的两表面电势差(电压)也越大。这种神奇的效应已被应用到与人们生产、生活、***、科技密切相关的许多领域,以实现力──电转换等功能。例如用压电陶瓷将外力转换成电能的特性,可以生产出不用火石的压电打火机、煤气灶打火开关、炮弹触发引信等。此外,压电陶瓷还可以作为敏感材料,应用于扩音器、电唱头等电声器件;用于压电地震仪,可以对人类不能感知的细微振动进行监测,并精确测出震源方位和强度,从而预测地震,减少损失。利用压电效应制作的压电驱动器具有精确控制的功能,是精密机械、微电子和生物工程等领域的重要器件。可以说,压电陶瓷等器件不仅广泛应用于科技领域,还颇具“平民性”,对广大“烟民”来说,天天与压电陶瓷发生着“零接触”,却熟视无睹。目前流行的一次性塑料打火机,有相当一部分是采用压电陶瓷器件来打火的。取出其中的压电打火元件,上海透明带压电活检PMM具备快速响应的特点,能够在短时间内完成实验操作,减少了操作时间和不确定性。
压电材料会有压电效应是因晶格内原子间特殊排列方式,使得材料有应力场与电场耦合的效应。根据材料的种类,压电材料可以分成压电单晶体、压电多晶体(压电陶瓷)、压电聚合物和压电复合材料四种。根据具体的材料形态,则可以分为压电体材料和压电薄膜两大类。聚合物早在1940年,苏联就曾发现木材具有压电性。之后又相继在苎麻、丝竹、动物骨骼、皮肤、血管等组织中发现了压电性。1960年发现了人工合成的高分子聚合物的压电性。1969年发现电极化后的聚偏二氟乙烯具有较强的压电性。具有较强压电性的材料包括PVDF及其共聚物、聚氟乙烯、聚氯乙烯、聚-γ-甲基-L-谷氨酸酯和尼龙-11等。复合材料压电复合材料是有两种或多种材料复合而成的压电材料。常见的压电复合材料为压电陶瓷和聚合物(例如聚偏氟乙烯活环氧树脂)的两相复合材料。这种复合材料兼具压电陶瓷和聚合物的长处,具有很好的柔韧性和加工性能,并具有较低的密度、容易和空气、水、生物组织实现声阻抗匹配。此外,压电复合材料还具有压电常数高的特点。压电复合材料在医疗、传感、测量等领域有着广泛的应用。
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:WoldemarVoigt),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。压电破膜仪 PMM 的推广和应用不仅可以提高生殖医学领域的科研水平,还能够为更多不孕不育的夫妇带来希望。
06年是居里兄弟皮尔(P·Curie)与杰克斯(J·Curie)发现压电效应(piezoelectriceffect,注一)的一百二十六周年。1880年前在杰克斯的实验室发现了压电性。起先,皮尔致力于焦电现象(pyroelectriceffect,注二)与晶体对称性关系的研究,后来兄弟俩却发现,在某一类晶体中施以压力会有电性产生。他们又系统的研究了施压方向与电场强度间的关系,及预测某类晶体具有压电效应。经他们实验而发现,具有压电性的材料有:闪锌矿(zincblende)、钠氯酸盐(sodiumchlorate)、电气石(tourmaline)、石英(quartz)、酒石酸(tartaricacid)、蔗糖(canesuger)、方硼石(boracite)、异极矿(calamine)、黄晶(topaz)及若歇尔盐(Rochellesalt)。这些晶体都具有各向异性(anisotropic)结构,各向同性(isotropic)材料是不会产生压电性的。PMM利用压电晶体管压电效应,将卵细胞外层的透明带轻易穿孔,以执行动物克隆或人工生殖。北京Piezo Micro Manipulator压电显微注射
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。北京细胞内膜打孔压电单精子胞浆内注射
Piezo-ICSI令人欣喜的结果早在1999年,《人类》杂志上就发表了关于普通ICSI和Piezo-ICSI在受精率、受精之后退化率(终止分裂率)及妊娠率等方面的数据对比。结果显示,Piezo-ICSI是非常有效的一项技术。通过这种「不强迫」、「不刺激」的「温柔手法」,Piezo-ICSI可以明显提高受精率,且对**终的妊娠结果也起着非常积极的作用!作为平均患者年龄39岁的生殖中心,日本英医院接诊了众多的大龄患者,深知大龄患者由于卵子老化、卵子质量下降,更容易出现受精率和囊胚养成率不高的情况,**终导致试管成功率偏低。因此,盐谷院长决定引进Piezo-ICSI这项技术,来帮助解决大龄患者遇到的难题。通过对比42岁以上患者使用Piezo-ICSI技术后的培养结果,我们发现:受精率、分裂率及囊胚养成率都有所提升,特别是***的囊胚养成率,总体提高了35.9%。44岁患者通过Piezo-ICSI取卵2颗养成2颗囊胚Piezo-ICSI技术在处理卵子时可以**小化对卵子的损伤,因此英医院针对所有40岁以上的患者都在使用显微受精时用到Piezo-ICSI技术。发表于2019年11月的第64回日本生殖医学会的学术报告中,也从临床数据上再次确认了Piezo-ICSI的有效性。北京细胞内膜打孔压电单精子胞浆内注射