ക്വാർട്സ് പരലുകൾ, അവയുടെ അതുല്യമായ പീസോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം കാരണം, നിരവധി മേഖലകളിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോണിക്സ്, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്, എയ്റോസ്പേസ് എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ഹൈടെക്{1}}മേഖലകളുടെ വിപുലമായ ശ്രേണിയിലാണ് അവരുടെ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ.
1. ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററുകൾ
ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്റർ ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിനെ ഒരു റെസൊണൻ്റ് ഫ്രീക്വൻസി{0}}സെലക്ടീവ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ കോർ ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിനെ നേർത്ത കഷ്ണങ്ങളാക്കി അവയുടെ പ്രതലങ്ങളിൽ മെറ്റൽ പ്ലേറ്റുകൾ ഘടിപ്പിച്ചാണ് ഈ ഓസിലേറ്റർ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഇതിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം വിപരീത പൈസോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്: ക്വാർട്സ് പരലുകൾ ഒരു ഇതര വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ സ്വാധീനത്തിൽ യാന്ത്രികമായി വൈബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. ഓരോ ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിനും ഒരു പ്രത്യേക സ്വാഭാവിക വൈബ്രേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ഉള്ളതിനാൽ, ഒരു പ്രയോഗിച്ച വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഈ ആവൃത്തിയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുമ്പോൾ അനുരണനം സംഭവിക്കുന്നു. ഉയർന്ന-പ്രിസിഷൻ റെസൊണൻ്റ് ഫ്രീക്വൻസി-സെലക്ടീവ് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് ഈ സ്വഭാവം ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലുകളെ അനുയോജ്യമായ തിരഞ്ഞെടുപ്പാക്കി മാറ്റുന്നു. ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററുകൾ, അവയുടെ മികച്ച ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത കാരണം, സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഫ്രീക്വൻസി ജനറേറ്ററുകൾ, പൾസ് കൗണ്ടറുകൾ, ക്വാർട്സ് ക്ലോക്കുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ നിരവധി ഉപകരണങ്ങളിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
2. ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോബാലൻസ്
ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോബാലൻസ് (ക്യുസിഎം) ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതല പിണ്ഡത്തിലെ മാറ്റങ്ങൾ അളക്കാൻ ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ പീസോ ഇലക്ട്രിക് പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ്. 1960-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ അവതരിപ്പിച്ചതുമുതൽ, ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമത കാരണം നാനോഗ്രാം-തലത്തിലുള്ള മാസ് കണ്ടെത്തലിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമായി ഇത് മാറി. ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ ഇലക്ട്രോഡിൻ്റെ ഉപരിതല പിണ്ഡത്തിലെ മാറ്റം ആന്ദോളന സർക്യൂട്ടിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലിൻ്റെ ഫ്രീക്വൻസി മാറ്റമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടും എന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം. ഉയർന്ന-പ്രിസിഷൻ മെഷർമെൻ്റ് ഫലങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നതിന് കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ പോലുള്ള സഹായ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഈ പ്രക്രിയ വിശകലനം ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, വൈദ്യശാസ്ത്രം, രാസ വ്യവസായം, ഭക്ഷണം, ബയോമെഡിസിൻ, പാരിസ്ഥിതിക നിരീക്ഷണം, വ്യവസായം, സൈനികം തുടങ്ങിയ നിരവധി മേഖലകളിൽ ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റൽ മൈക്രോബാലൻസ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
3. പീസോ ഇലക്ട്രിക് ബയോസെൻസർ
(1) പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഇമ്മ്യൂണോസെൻസർ
ക്വാർട്സ് ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ആൻ്റിബോഡികളോ ആൻ്റിജനുകളോ ഉറപ്പിക്കുകയും ആൻ്റിജനും ആൻ്റിബോഡിയും തമ്മിലുള്ള പ്രത്യേക അഫിനിറ്റി പ്രതികരണം ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ് പീസോ ഇലക്ട്രിക് ഇമ്യൂണോസെൻസറിൻ്റെ പ്രവർത്തന തത്വം. അളക്കേണ്ട ആൻ്റിജൻ അല്ലെങ്കിൽ ആൻ്റിബോഡി സ്ഥിരമായ തിരിച്ചറിയൽ പദാർത്ഥവുമായി ഇടപഴകുകയും പ്രത്യേക അഡോർപ്ഷൻ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, ക്രിസ്റ്റലിൻ്റെ ഉപരിതല പിണ്ഡം അതിനനുസരിച്ച് വർദ്ധിക്കും. സെൻസറിൻ്റെ ഫ്രീക്വൻസി മാറ്റത്തിലൂടെ ഈ മാറ്റം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി അഡ്സോർബഡ് ആൻ്റിബോഡി അല്ലെങ്കിൽ ആൻ്റിജൻ്റെ അളവ് നിർണ്ണയിക്കാനാകും.
(2) പീസോ ഇലക്ട്രിക് ജീൻ സെൻസർ
ഡിഎൻഎ കണ്ടെത്തലിനുള്ള പൈസോ ഇലക്ട്രിക് ജീൻ സെൻസറിൻ്റെ അടിസ്ഥാന തത്വം, ക്രിസ്റ്റൽ പ്രതലത്തിൽ ഒറ്റപ്പെട്ട ഡിഎൻഎ അന്വേഷണം ഉറപ്പിക്കുക എന്നതാണ്. കണ്ടെത്തേണ്ട ഡിഎൻഎ സീക്വൻസ് അതിന് പൂരകമാകുമ്പോൾ, ചിപ്പിൽ ഹൈബ്രിഡൈസേഷൻ പ്രതികരണം സംഭവിക്കുകയും ഇരട്ട സ്ട്രാൻഡഡ് ഡിഎൻഎ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ക്രിസ്റ്റൽ പിണ്ഡത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവിനും ഉപരിതല വിസ്കോലാസ്റ്റിസിറ്റിയിലെ മാറ്റത്തിനും ഇടയാക്കും. സെൻസറിൻ്റെ ഫ്രീക്വൻസി മാറ്റത്തിലൂടെയും നെറ്റ്വർക്ക് വിശകലനത്തിലൂടെയും ഈ മാറ്റങ്ങൾ അളക്കാൻ കഴിയും.