關於利用半透性塑膠膜（semipermeable plastic membrane）原理的氧氣製造機，下列敘述何者正確？

本題觀念

半透性塑膠膜型氧氣製造機是利用不同氣體通過膜的速度與通透性差異來分離空氣。空氣主要含氧氣與氮氣，氧氣若比氮氣更容易通過膜，就能在通過側形成氧氣相對富集的氣體。水蒸氣也可較快通過膜，之後再以冷凝方式處理多餘水分。理解這個方向後，就能判斷選項是在描述正確的分離機轉，還是把孔徑、氣體速度與輸出濃度混在一起。

這類裝置的數值要分開記憶：膜上的孔隙是微小結構，不是 2 mm 的大孔；流量範圍代表每分鐘輸送多少氣體，不等於氧氣百分比。教材所描述的膜型濃縮機，在約 1–10 L/min 的流量範圍可提供約 40% 氧氣，而不是 60%。因此，本題應從「誰通過得較快」的物理特性找出正確敘述。

選項分析

• A：錯誤。 半透性塑膠膜需要微小孔隙或微結構來產生選擇性通透，相關呼吸治療教材列示的孔徑約為 1 mm，並非 2 mm。把孔徑寫成 2 mm 與本裝置的基本規格不符。
• B：錯誤。 在此膜分離原理中，水蒸氣通過膜的速度比氮氣快，不是較慢。水蒸氣通過後，系統會利用冷凝等方式移除多餘水分；所以 B 把氣體通過速度的方向說反了。
• C：正確，為本題答案。 氧氣通過半透性塑膠膜的速度比氮氣快，氧氣因此在膜的另一側相對富集，成為產生氧氣濃縮效果的核心。這裡的「較快」是相對於氮氣的膜通透／擴散特性，不代表所有裝置都會輸出純氧。
• D：錯誤。 1–10 L/min 是流量範圍，膜型濃縮機的教材數值約為 40% 氧氣，並非 60%。不能把「每分鐘輸出量」直接推成「氧氣濃度」，兩者是不同的設備參數。

答案解析

本題正確的是 C。半透性塑膠膜的選擇性分離建立在氣體通過膜的相對速度差異：氧氣比氮氣快，因此氧氣在產出側富集。A 的孔徑數值錯誤，B 將水蒸氣與氮氣的通過速度關係倒置，D 則把 1–10 L/min 的流量和 60% 氧氣濃度錯誤配對。遇到膜型氧氣製造機題目，先確認分離方向，再把孔徑、流量和氧濃度分別判讀。

核心知識點

1. 膜分離： 半透性膜依氣體的溶解、擴散與通透性差異進行選擇性分離；本題中氧氣比氮氣快通過。
2. 水分處理： 水蒸氣也較快通過膜，過量水分再由冷凝系統移除。
3. 設備數值： 孔徑、流量與氧氣濃度是三個不同概念；約 1–10 L/min 不等於 60% 氧氣。
4. 臨床閱讀規格： 使用設備時要分別確認可提供的流量、氧氣濃度、濕化或冷凝處理與實際供氧需求，不能只看單一數字。

參考資料

1. Oxygen and medical gas therapy. https://clinicalgate.com/2015/06/12/oxygen-and-medical-gas-therapy-2/
2. Storage and delivery of medical gases. https://thoracickey.com/storage-and-delivery-of-medical-gases/
3. Respiratory care study guide: gas flow, diffusion and equipment. https://www.docsity.com/en/docs/respiratory-care-exam-1-study-guide-gas-flow-diffusion-and-equipment/12330050/
4. Polymer membrane separation of oxygen and nitrogen. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9418459/