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(fā)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(xiàn)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(tǒng),、氣象探測,、遙測環(huán)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。PMM高精度控制，顯微注射針的移動分辨率達到0.1um,，可以精確穿透目標,，不會誤傷其他結構。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G

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,內部就產生電極化現(xiàn)象,同時在某兩個表面上產生符號相反的電荷,；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,。 上海Piezo Micro Manipulator壓電PMM PIEZO的使用不僅可以提高受孕成功率,，還可以減少患者的心理壓力和焦慮感，增強他們的信心,。

傳統(tǒng)的ICSI是通過授精針刺破卵子,，將挑選好的精子注入使之受精。本質上對卵子來說是一種物理性侵入,，特別對于幼弱老化的卵子可能會有一定損傷的風險,。而全新的壓電式胞漿內單精子注射（Piezo-ICSI）技術，可以減少對卵子的傷害,，相較于常規(guī)式的ICSI相比更能提高受精率,。

Piezo-ICSI超音振動顯微受精法，采用極細（0.908毫米）的平口注射針,，比常規(guī)的注射針（1.473mm）細小了將近一半,，能夠將卵巢的傷害降到比較低。另一方面,，精子注射的過程對卵子的影響也極其重要,。Piezo-ICSI技術通過超音振動來打開卵子透明帶再將精子注入,，減少了對卵子的損傷，也能夠提高胚胎成功受精的幾率,。研究數(shù)據(jù)顯示,，以原有的人工授精療法ICSI與Piezo-ICSI進行比較，受精率從83.1%提高到90.3%,，細胞分裂優(yōu)化由84.60%提高到88.10%,。

以piezo操作系統(tǒng)為技術支撐，在掌握小鼠卵母細胞胞漿內精子注射技術(ICSI)的基礎上,，進行了ICSI技術生產試管小鼠及轉基因小鼠的嘗試,。實驗結果表明以Hepes-CZB+3％蔗糖做操作液，用來自成年KM鼠附睪尾的新鮮精子頭和pEGFP-N1質粒孵育處理凍融精子頭,，直接注射到B6D2 F1小鼠卵母細胞質中,，注射后1h，83.3％的卵母細胞仍然存活,，鮮精組和凍精組各有92.3％和83.0％成活卵子排出極體,、出現(xiàn)原核。用CZB溶液繼續(xù)培養(yǎng)ICSI胚胎,，兩組的卵裂率,、桑椹胚率、囊胚率分別為(97.8％vs 94.7％),、(64％vs 64.5％),、(5％，vs 24.7％),。其中桑椹胚率,、囊胚率均***低于體內受精對照組(64％，64.5％vs 88％,；5％，24.7％vs70％P＜0.01),；將鮮精組原核期120枚胚胎和82枚2-cell胚胎及凍精組135枚原核期胚胎移植后移植到同期km假孕母鼠受體內,，分別出生28只、3只,、18只ICSI小鼠(黑色或灰色),，效率分別為23.3％，4％,，13.3％,。健康成年的31只ICSI小鼠，沒有明顯的生理和行為異常,。隨機抽取六對鮮精組性成熟ICSI小鼠做交配實驗,，一個月后都有小鼠出生(平均窩產10.7只)。本實驗表明，ICSI精子載體法可以比較高地制造小鼠轉基因胚胎,，小鼠附睪新鮮精子及無抗凍劑保護冷凍致死精子都具有足夠的全程發(fā)育潛力,。壓電輔助ICSI于1995年被描述，可用于標準ICSI失敗的動物（如小鼠）的輔助受孕,。

什么是壓電陶瓷呢,？其實它是一能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料。所謂壓電效應是指某些介質在受到機械壓力時,，哪怕這種壓力微小得像聲波振動那樣小,，都會產生壓縮或伸長等形狀變化，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。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,。壓電顯微操作儀PMM 6可用于兔子卵母細胞和胚胎的ICSI等實驗。昆明細胞內膜打孔壓電輔助孵化

壓電顯微操作儀PMM 6可用于牛卵母細胞和胚胎的ICSI等實驗,。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G

1927年,，伍德（R.W.Wood）與魯密斯（A.L.Loomis）首先使用高功率超聲波。使用藍杰文型的石英換能器配合高功率真空管,，在液體中產生高能量,，使液體引起所謂的空腔（cavitation）現(xiàn)象。同時也研究高功率超聲波對生物試樣的效應,。在水下音響（underwatersound）的研究中發(fā)現(xiàn),，石英晶體并不是很好的換能器材料，但是它的振蕩頻率卻不隨溫度而變,，亦即所謂的具有低的溫度系數(shù),。這種頻率對溫度的高穩(wěn)定性，用在控制振蕩器的頻率,，及某些濾波器上**有用,。1919年，卡迪（Cady）教授***次利用石英當做頻率控制器,，圖四就是**早期的晶體控制振蕩器電路,。因為晶體具有極高的Q值（注三），振蕩器的頻率受到晶體共振頻率的控制,，且頻率不隨溫度變化而變,。后來，皮爾士和皮爾士-米勒（Pierce-Miller）又發(fā)明一種以后廣被采用的晶體控制振蕩電路,。在第二次世界大戰(zhàn)中,，大約使用了一千萬個晶體振蕩器，用以建立坦克與坦克之間及地面和飛機之間的通訊,。日本Piezo Micro Manipulator壓電4G