Kristal kuarsa, amarga efek piezoelektrik sing unik, nduweni peran penting ing pirang-pirang lapangan. Aplikasi kasebut kalebu macem-macem -sektor teknologi dhuwur, kalebu elektronik, komunikasi, lan aerospace.
1. Osilator Kristal Kuarsa
Osilator kristal kuarsa nggunakake kristal kuarsa minangka inti saka sirkuit selektif frekuensi resonansi-. Osilator iki dibangun kanthi ngiris kanthi tepat kristal kuarsa dadi irisan tipis lan nempelake piring logam ing permukaane. Prinsip operasi adhedhasar efek piezoelektrik kuwalik: kristal kuarsa kedher sacara mekanis ing pangaruh medan listrik bolak-balik. Amarga saben kristal kuarsa duwe frekuensi geter alami sing spesifik, resonansi kedadeyan nalika medan listrik sing ditrapake cocog karo frekuensi kasebut. Karakteristik iki ndadekake kristal kuarsa dadi pilihan becik kanggo sirkuit selektif -frekuensi resonan presisi dhuwur-. Osilator kristal kuarsa, amarga stabilitas frekuensi sing apik, nduweni peran penting ing pirang-pirang piranti, kalebu generator frekuensi standar, penghitung pulsa, lan jam kuarsa.
2. Quartz Crystal Microbalance
Quartz Crystal Microbalance (QCM) minangka instrumen sing nggunakake efek piezoelektrik kristal kuarsa kanggo ngukur owah-owahan ing massa permukaan elektroda. Wiwit diluncurake ing awal taun 1960-an, wis dadi alat sing ampuh kanggo deteksi massa tingkat nanogram-amerga sensitivitas sing dhuwur banget. Prinsip kerjane yaiku owah-owahan massa permukaan elektroda kristal kuarsa bakal diowahi dadi owah-owahan frekuensi sinyal listrik output sirkuit osilasi. Proses iki banjur dianalisa nganggo piranti tambahan kayata komputer kanggo entuk-asil pangukuran presisi dhuwur. Mula, imbangan mikro kristal kuarsa nduweni peran penting ing pirang-pirang lapangan kayata obat, industri kimia, panganan, biomedis, pemantauan lingkungan, industri lan militer.
3. Biosensor piezoelektrik
(1) Imunosensor piezoelektrik
Prinsip kerja saka immunosensor piezoelektrik yaiku ndandani antibodi utawa antigen ing permukaan kristal kuarsa lan nggunakake reaksi afinitas spesifik antarane antigen lan antibodi. Nalika antigen utawa antibodi sing bakal diukur sesambungan karo zat pangenalan tetep lan ngasilake adsorpsi spesifik, beban massa permukaan kristal bakal nambah. Owah-owahan iki bisa dipantau kanthi owah-owahan frekuensi sensor, saéngga nemtokake jumlah antibodi utawa antigen sing diserap.
(2) Sensor gen piezoelektrik
Prinsip dhasar sensor gen piezoelektrik kanggo deteksi DNA yaiku ndandani probe DNA sing terdampar - tunggal ing permukaan kristal. Nalika urutan DNA sing bakal dideteksi minangka pelengkap, reaksi hibridisasi dumadi ing chip kanggo mbentuk DNA untai ganda-. Proses iki bakal nyebabake paningkatan massa kristal lan owah-owahan viskoelastisitas permukaan. Owah-owahan kasebut bisa diukur kanthi owah-owahan frekuensi sensor lan analisis jaringan.