時值壓電效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的一百周年，特參考馬遜（W.P.Mason）之作撰寫本文，簡介壓電性之歷史及其應(yīng)用。早期壓電效應(yīng)*止于學(xué)術(shù)上的趣味性研究，而如今則已成為非常有用的效應(yīng)，用它制出各式各樣的聲電換能器，其操作頻譜可由100Hz起涵蓋至幾個GHz，依頻率的不同而有不同的用途。聲納、反潛、海底通訊、電話通訊等是低頻（聲頻、AF波段）訊號**典型的應(yīng)用。在幾個MHz范圍，其波長在毫米范圍，適合用來作非破壞性的檢驗(yàn)材料（nondestructivetesting,簡稱NDT）與醫(yī)學(xué)診斷上，所謂超聲波成像術(shù)、全像攝影術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助聲波斷層攝影術(shù)等就是針對這些用途而研究的。頻率在VHF、UHF波段則使用壓電性所研制出來的表面聲波電子組件。如延遲線、各式濾波器、回旋器（convolver）、相關(guān)器（correlator）等訊號處理組件，在通訊上與訊號處理上具有重要的應(yīng)用。當(dāng)頻率高至低微波波段，其對應(yīng)波長在微米范圍，用來制作聲學(xué)顯微鏡，其解像力可和傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡比美，而其機(jī)械波而非電磁波的獨(dú)特性質(zhì)，則可彌補(bǔ)光學(xué)顯微鏡在應(yīng)用上的不足。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(xì)胞膜。美國prime tech壓電PMM 6U

下面我們利用壓電陶瓷測試壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。常用的壓電陶瓷是由鋯鈦酸鉛（PZT）材料做成的。將PZT材料做成的壓電陶瓷片粘在圓形黃銅片上就構(gòu)成了壓電陶瓷元件。它具有明顯的壓電效應(yīng)。首先，將壓電陶瓷片A的兩根引線通過一個按鈕開關(guān)與信號發(fā)生器相聯(lián)。將壓電陶瓷片B的兩根引線與擴(kuò)音器（帶喇叭）的輸入端相連。將A、B兩個壓電陶瓷片用黑封泥固定在同一個木板制成的箱子上。當(dāng)觀察者將按鈕開關(guān)按下，接通信號發(fā)生器和壓電陶瓷A時，由于逆壓電效應(yīng)，A開始振動，并把振動傳給木箱，木箱的振動傳給壓電陶瓷B，由于壓電效應(yīng)，使B兩邊產(chǎn)生變化電信號，再傳給擴(kuò)音器使喇叭發(fā)聲，所以這個實(shí)驗(yàn)同時演示了壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。武漢Piezo Micro Manipulator壓電PRIME TECH PMM 6兼容多種顯微操作系統(tǒng)。

當(dāng)您將按鈕輕輕一撳，煤氣灶迅即燃起藍(lán)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(dǎo)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(chǎn)生了電流，豈非咄咄怪事？其實(shí)，這是壓電陶瓷，一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)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(yīng)的材料。所謂壓電效應(yīng)是指某些介質(zhì)在力的作用下，產(chǎn)生形變，引起介質(zhì)表面帶電，這是正壓電效應(yīng)。反之，施加激勵電場，介質(zhì)將產(chǎn)生機(jī)械變形，稱逆壓電效應(yīng)。這種奇妙的效應(yīng)已經(jīng)被科學(xué)家應(yīng)用在與人們生活密切相關(guān)的許多領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換、傳感、驅(qū)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(jī)械振動轉(zhuǎn)換成電信號，可用于聲納系統(tǒng)、氣象探測、遙測環(huán)境保護(hù)、家用電器等。地震是毀滅性的災(zāi)害，而且震源始于地殼深處，以前很難預(yù)測，使人類陷入了無計(jì)可施的尷尬境地。壓電陶瓷在電場作用下產(chǎn)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(jī)構(gòu)－－壓電驅(qū)動器，對于精密儀器和機(jī)械的控制、微電子技術(shù)、生物工程等領(lǐng)域都是一大福音。

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)組裝異常或精子DNA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。Piezo-ICSI 相比常規(guī) ICSI方法，可有效提高ICSI受精率。

ICSI技術(shù)作為輔助受精的一種手段，在近10年獲得長足發(fā)展。ICSI技術(shù)在動物受精機(jī)理研究、野生動物遺傳資源保存、拯救珍稀動物和胚胎工廠化生產(chǎn)等方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)已經(jīng)成為人類臨床醫(yī)學(xué)上***男性不育癥的重要手段，并在全世界得到廣泛應(yīng)用。盡管ICSI已取得很大成就，但是其存在的問題也不容忽視。首先，由于人為地選擇，動物自身對精子優(yōu)勝劣汰的選擇遭到破壞。這對動物種群的發(fā)展產(chǎn)生的影響還需長期深入的研究。如果能詳細(xì)了解精子的表型和基因型之間的關(guān)系，相信ICSI技術(shù)的可靠性會有所明確。其次，作為胚胎生物技術(shù)的一部分。ICSI技術(shù)也存在總體效率低的問題，而且胚胎移植后妊娠率低而流產(chǎn)率高亦是目前存在的普遍問題。另外，存在出生動物的死亡和畸形等不良后果。因此要更深入地研究其機(jī)理和操作等問題，進(jìn)一步改善ICSI技術(shù)。比如Piezo-ICSI技術(shù)就可以有效提高成功率。PMM PIEZO具備良好的可擴(kuò)展性，可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行調(diào)整和升級，滿足不同醫(yī)療機(jī)構(gòu)的需求。美國prime tech壓電PMM 6U

壓電破膜顯微操作儀利用壓電元件產(chǎn)生的驅(qū)動力，可以良好的穿刺各類樣品：如小鼠、豬、牛的卵母細(xì)胞和胚胎。美國prime tech壓電PMM 6U

傳統(tǒng)的壓電陶瓷較其它類型的壓電材料壓電效應(yīng)要強(qiáng)，從而得到了廣泛應(yīng)用。但作為大應(yīng)邊，高能換能材料，傳統(tǒng)壓電陶瓷的壓電效應(yīng)仍不能滿足要求。于是近幾年來，人們?yōu)榱搜芯砍鼍哂懈鼉?yōu)異壓電性的新壓電材料，做了大量工作，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)并研制出了Pb(A1/3B2/3)PbTiO3單晶（A=Zn2+,Mg2+）。這類單晶的d33比較高可達(dá)2600pc/N(壓電陶瓷d33比較大為850pc/N),k33可高達(dá)0.95（壓電陶瓷K33比較高達(dá)0.8），其應(yīng)變>1.7%，幾乎比壓電陶瓷應(yīng)變高一個數(shù)量級。儲能密度高達(dá)130J/kg，而壓電陶瓷儲能密度在10J/kg以內(nèi)。鐵電壓電學(xué)者們稱這類材料的出現(xiàn)是壓電材料發(fā)展的又一次飛躍?，F(xiàn)在美國、日本、俄羅斯和中國已開始進(jìn)行這類材料的生產(chǎn)工藝研究，它的批量生產(chǎn)的成功必將帶來壓電材料應(yīng)用的飛速發(fā)展。美國prime tech壓電PMM 6U