Il-kristalli tal-kwarz, minħabba l-effett pjeżoelettriku uniku tagħhom, għandhom rwol vitali f'bosta oqsma. L-applikazzjonijiet tagħhom ikopru firxa wiesgħa ta' setturi ta'-teknoloġija għolja, inklużi l-elettronika, il-komunikazzjonijiet, u l-ajruspazju.
1.Oxxillaturi tal-kristall tal-kwarz
Oxxillatur tal-kristall tal-kwarz juża kristall tal-kwarz bħala l-qalba ta' ċirkwit selettiv ta' frekwenza reżonanti-. Dan l-oxxillatur huwa mibni billi jitqatta 'kristall tal-kwarz b'mod preċiż fi flieli irqaq u jitwaħħlu pjanċi tal-metall mal-uċuħ tagħhom. Il-prinċipju operattiv tiegħu huwa bbażat fuq l-effett pjeżoelettriku invers: il-kristalli tal-kwarz jivvibraw mekkanikament taħt l-influwenza ta 'kamp elettriku li jalterna. Minħabba li kull kristall tal-kwarz għandu frekwenza ta 'vibrazzjoni naturali speċifika, ir-reżonanza sseħħ meta kamp elettriku applikat jaqbel ma' din il-frekwenza. Din il-karatteristika tagħmel il-kristalli tal-kwarz għażla ideali għal ċirkwiti selettivi ta'-frekwenza reżonanti ta' preċiżjoni għolja-. Oxxillaturi tal-kristall tal-kwarz, minħabba l-istabbiltà tal-frekwenza eċċellenti tagħhom, għandhom rwol ewlieni f'bosta apparati, inklużi ġeneraturi ta 'frekwenza standard, counters tal-polz, u arloġġi tal-kwarz.
2. Quartz Crystal Microbalance
Quartz Crystal Microbalance (QCM) huwa strument li juża l-effett pjeżoelettriku tal-kristall tal-kwarz biex ikejjel il-bidliet fil-massa tal-wiċċ tal-elettrodu. Sa mill-introduzzjoni tagħha fil-bidu tas-snin sittin, saret għodda qawwija għall-iskoperta tal-massa fil--nanogramm minħabba s-sensittività estremament għolja tagħha. Il-prinċipju tax-xogħol tiegħu huwa li l-bidla fil-massa tal-wiċċ tal-elettrodu tal-kristall tal-kwarz se tiġi kkonvertita f'bidla fil-frekwenza tas-sinjal elettriku tal-ħruġ taċ-ċirkwit tal-oxxillazzjoni. Dan il-proċess imbagħad jiġi analizzat minn tagħmir awżiljarju bħal kompjuters biex jinkisbu riżultati ta' kejl ta'-preċiżjoni għolja. Għalhekk, il-mikrobilanċ tal-kristall tal-kwarz għandu rwol vitali f'ħafna oqsma bħall-mediċina, l-industrija kimika, l-ikel, il-bijomediċina, il-monitoraġġ ambjentali, l-industrija u l-militar.
3. Biosensor pjeżoelettriku
(1) Immunosensor pjeżoelettriku
Il-prinċipju ta 'ħidma ta' l-immunosensor pjeżoelettriku huwa li jiffissa antikorpi jew antiġeni fuq il-wiċċ tal-kristall tal-kwarz u juża r-reazzjoni ta 'affinità speċifika bejn l-antiġen u l-antikorp. Meta l-antiġen jew l-antikorp li għandu jitkejjel jinteraġixxi mas-sustanza ta 'rikonoxximent fissa u jipproduċi adsorbiment speċifiku, it-tagħbija tal-massa tal-wiċċ tal-kristall tiżdied kif xieraq. Din il-bidla tista 'tiġi mmonitorjata mill-bidla fil-frekwenza tas-sensor, u b'hekk jiġi ddeterminat l-ammont ta' antikorp adsorbit jew antiġen.
(2) Senser tal-ġeni pjeżoelettriċi
Il-prinċipju bażiku tas-sensorju tal-ġeni pjeżoelettriċi għall-iskoperta tad-DNA huwa li tiffissa s-sonda tad-DNA -single stranded fuq il-wiċċ tal-kristall. Meta s-sekwenza tad-DNA li trid tiġi skoperta tkun komplementari għaliha, isseħħ reazzjoni ta' ibridizzazzjoni fuq iċ-ċippa biex tifforma DNA bi -stranded doppju. Dan il-proċess se jwassal għal żieda fil-massa tal-kristall u bidliet fil-viskoelastiċità tal-wiċċ. Dawn il-bidliet jistgħu jitkejlu bil-bidla fil-frekwenza tas-sensor u l-analiżi tan-netwerk.