在水凝膠(hydrogel)隱形眼鏡中添加矽(silicone)的主要好處為下列何者?
詳細解析
本題觀念
傳統水凝膠軟式隱形眼鏡主要依靠鏡片中的水分傳送氧氣;若單純提高含水量,鏡片可能吸水膨脹、脫水或影響材料強度。矽酮的氧溶解度與擴散能力較高,把 silicone 加入水凝膠形成矽水凝膠後,可以建立更有效率的氧氣通路,因此最主要的材料好處是增加氧傳遞率。
這題容易被舒服、濕潤等直覺字眼帶走。矽酮本身偏疏水,雖然能改善氧傳遞,卻可能讓表面潤濕性變差,實際產品通常還需要親水單體、表面處理或其他設計來改善配戴表現。因此答案 A 是材料改質的核心目的。
選項分析
A. 正確,為本題答案。 矽酮相能讓氧氣以較高效率穿過鏡片,相較於只依靠水相傳氧的傳統水凝膠,可提高氧傳遞率。角膜需要氧氣維持正常代謝,提升鏡片透氧表現有助於降低低氧相關問題,因此在材料設計上,加入矽酮的第一目的就是提升氧供應。
B. 錯誤。 矽酮鏈段具有疏水性,加入後未必增加水分在鏡片表面的展開,反而可能降低潤濕性。為改善這項取捨,矽水凝膠常搭配親水成分、內部改質或表面處理;所以增加濕潤性不是加入矽酮的主要直接好處。
C. 錯誤。 蛋白沉積會受到材料表面電性、含水狀態、表面處理、淚液成分與配戴時間等因素影響。矽酮的核心功能是建立高透氧通路,不能把降低蛋白沉積當成加入矽的主要目的。
D. 錯誤。 舒適度是多因素結果,除了氧傳遞率,還包括表面潤濕性、鏡片模數、含水量、邊緣設計、配適與脫水程度。矽酮可能提高透氧性,但較疏水或較高模數的特性也可能帶來取捨,因此不能直接等同於增加舒適度。
答案解析
答案為 A。記憶材料功能時,可把矽酮想成氧氣高速通道:它的主要任務是改善氧氣穿過鏡片的能力;水凝膠部分則提供含水與成形基礎。這種組合形成矽水凝膠,能在不完全依賴高含水量的情況下提高氧傳遞率。
B、C、D 都可能受到產品配方與表面處理影響,不能當成矽酮加入後必然出現的直接效果。特別是潤濕性與舒適度,往往是透氧性與疏水性之間的設計平衡。看到在水凝膠中添加矽時,先抓住最具代表性的材料改變:提高氧氣傳輸,而不是把所有配戴優點都歸給矽酮。
核心知識點
- 傳統水凝膠主要透過水相傳送氧氣;矽酮可提供較高效率的氧氣通路。
- 在水凝膠中加入矽酮形成矽水凝膠,主要目的是增加氧傳遞率。
- 矽酮本身偏疏水,潤濕性通常需靠親水成分或表面處理改善。
- 蛋白沉積與舒適度是多因素結果,不是加入矽酮後必然的主要直接效果。
- 材料設計常需在透氧性、潤濕性、模數、含水量與舒適度之間取得平衡。