下列那種材質不是親水的?
詳細解析
本題觀念:
本題考查隱形眼鏡材質的**親水性(hydrophilicity)**概念。親水性材質含有可與水分子形成氫鍵的官能基(如羥基 -OH、羧基 -COOH、醯胺基等),因此能夠吸收並保留水分,賦予材質濕潤的特性。矽(Silicone)則以高度疏水性著稱,為硬式透氣隱形眼鏡(rigid gas permeable, RGP)材質帶來挑戰。
選項分析
(A) 甲基丙烯酸(Methacrylic acid, MAA) ✅ 正確陳述(親水性材質) MAA 含有羧基(-COOH),具強親水性,常作為增加水膠(hydrogel)隱形眼鏡含水量的共聚物(comonomer)。
(B) 矽(Silicone) ❌ 錯誤陳述(疏水性材質,此為答案) 矽本質上是疏水性(hydrophobic)物質,無法與水分子形成有效氫鍵。這也是添加矽的 RGP 材質必須進行表面處理或添加氟(fluorine)以改善潤濕性的根本原因。矽提供優異的透氧性,但代價是疏水性問題。
(C) 聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA) ✅ 正確陳述(親水性材質) PVA 每個重複單元都含有羥基(-OH),是強親水性聚合物,可與水分子大量形成氫鍵,常用於人工淚液及部分隱形眼鏡材質。
(D) 甲基丙烯酸羥乙酯(Hydroxyethyl methacrylate, HEMA) ✅ 正確陳述(親水性材質) HEMA 是傳統水膠隱形眼鏡最核心的成分,側鏈含羥基(-OH),具良好親水性,polyHEMA 吸水後形成水膠(hydrogel),含水量約 38%。
答案解析
正確答案為 (B) 矽(Silicone)。
矽氧烷(siloxane)鏈段(-Si-O-Si-)由矽原子和氧原子交替構成,雖然主鏈含氧,但矽氧鍵的電子雲分佈使整個分子呈非極性特性,無法與水分子形成氫鍵,因此表現為疏水性。這正是矽在隱形眼鏡材質中的主要缺點:它雖然能大幅提升透氧性(Dk),但同時使鏡片表面不濕潤、容易堆積蛋白質沉積物,且可能導致乾眼症狀。
相比之下:
- HEMA、MAA 含羥基或羧基,為親水性單體
- PVA 每個單元均有羥基,為強親水性聚合物
- 上述三者均可與水分子形成氫鍵,故為親水性材質
核心知識點
- 親水性判斷依據:官能基含 -OH(羥基)、-COOH(羧基)、-NH₂(胺基)、-CONH(醯胺)→ 親水;矽氧烷 (-Si-O-Si-) → 疏水
- 矽的雙面性:高透氧(高 Dk)→ 優點;疏水、低潤濕性 → 需透過添加氟或表面處理改善
- HEMA 是傳統水膠隱形眼鏡的基礎材質,親水且柔軟,但 Dk 低
- MAA 和 NVP(N-乙烯吡咯烷酮)常用來增加 HEMA 水膠的含水量
- PVA 親水性極強,也用於人工淚液(如 Refresh Liquigel)