從硬式隱形眼鏡問世至今給予消費者的第一印象不是異物感重就是舒適感不佳，這些狀況除了考驗著專業驗配者的技術外，另一方面必須從鏡片製造的物理原理去探討。目前由美國AST(Advance Surface Technology)科學技術團隊運用電漿表面處理針對硬式隱形眼鏡製程發展；研發設計以電漿處理方式進行表面離子轉換徹底清潔鏡片表面來使其鏡片表面增加親水性及配戴舒適感。本文將簡介電漿處理系統(Plasma Treatment System)的應用及相關原理：

什麼是電漿？

電漿是一種可以被解析一部份或完全解析的離子化氣體，有些科學家稱他為第四元素(Fourth State Of Matter)，因為電漿既不是氣體也不是液體，但它的特性卻與氣體或液體有些相似。電漿種類分為兩種：高溫度式電漿和低溫度式電漿。在日常生活中有一個很好的例子可以用來比喻電漿，例如發生在大自然中的閃電是一種高溫度式的電漿，這種類型的電漿可以利用人工產生方式製造出高伏特電量，此種方式稱為高溫度電弧。低溫度式電漿，是運用在物質表面的離子改變和有機體的表面清潔。此類型電漿利用離子化氣體產生0.1Torr到0.2Torr之間的真空壓力單位讓電漿在真空壓力的環境當中進行離子轉換改變，在這個真空壓力的環境中氣體應該的值必須為0.1Torr。在離子轉換改變過程中使用低於大氣壓力是考慮到有些電子或離子必須被改變路徑而產生轉換效果；在離子和中子周圍的溫度有相對較少的碰撞及分子能在低的溫度壓力上產生反應。（圖一）

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(圖二） 潤濕角檢驗方法，檢驗材料以PTC Boston 為例

電漿如何進行表面離子轉換處理？

在電漿表面離子轉換處理過程中，首先電漿會釋放出一種發光體至一個反應空間；此時此反應空間也將被灌入低壓的氣體，我們通稱此低壓氣體為氧。這個氣體是供應離子轉換處理的活力能量；在日常生活中例如：無線電頻率、微波和交替的直流電都是利用此氣體產生效應。氧的活力能量種類在氣體電漿中將離子、電子和光子在短波的紫外線中列成一行。表面離子轉換處理過程中與氣體電漿經由氧的活力能量產生碰撞。這些氧的活力能量轉換成固體後在一定範圍內經過一個多重的化學和物理改變而產生獨一無二的離子轉換表面改變反應和原料表面深度從幾百個埃到10µm的外部改變。（圖三）一個電漿表面離子轉換處理過程中是需要很多不同的參數設定，這些影響製程的參數包括氣體種類、處理功率、處理時間和操作壓力等等。這些表面轉換的參數設定將會影響電漿經由化學轉換後改獲的物理特性。            

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Plasma Applications 電漿應用

電漿製程已經被進階到可獲得多重化的特殊表面離子轉換處理。這裡將舉一些例子供大家參考。

Surface Cleaning 表面清潔—氧的電漿處理是一個安全且對生態環境無害的清潔方法，在現今多樣化的工業通常利用氧電漿處理原物料上有機體的表面污染。這種有效的方法是由氧和活力能量(VUV)所組成的一個化學反應在表面物質的污染物上導致揮發和移動。這些應用包括改良過的金屬電路版表面污染清潔、原物料有機體(Polymers)表面污染清除、醫療器材設備清潔和其他金屬或陶製業原物料的運用等等。

Controlling surface energies控制表面能量—電漿製程可以被使用在合適的表面能量，polymers和氧的電漿互相交互作用可以被創造出表面極佳的親水性（圖四、圖五、圖六）。此方法是使用電漿和氧氣去改變氫氧化物機能來增加表面的親水性。這個製造程序被習慣於用來提高polymers材質的親水性。同樣的；表面物質改變通常也可運用電漿處理去修改物質結構鏈。表面的物質改變通常應用在薄織物、陶器、隱形眼鏡。

Ocular prostheses視覺—產品例如隱形眼鏡或眼內的鏡片（如IOL人工水晶體）經由電漿表面物質改變修改處理後給予清除蛋白質的特性，減少細菌黏著，並增加濕潤性和提高病人的舒適。且電漿處理也陸續被申請於運用到人工角膜來提高角膜上皮細胞附著和生長。

Enhancing performance提高性能—polymers材質常常使用表面交叉結合處理來提高它的性能，這個電漿處理是一個能增加高交叉結合密集度。這些產生包括polymers材質、化學藥品和電阻器都是可以被提高性應用。

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(圖五）鏡片未經過Plasma Treatment處理（親水性差）

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（圖六）經過Plasma Treatment處理（親水性佳）

電漿處理在台灣隱形眼鏡的應用—在台灣；目前由視全和亨泰硬式隱形眼鏡專業製造廠引進全亞洲第一台由AST技術團隊所製造的硬式隱形眼鏡電漿處理系統(Plasma Treatment System)此系統目前已裝設完成並試產（圖七）。試產之產品也已經由美國PTC Boston原廠產品驗證後取得認證且與「亨泰夜戴型角膜屈光塑型硬式隱形眼鏡」在台灣進行臨床測試並於2010年3月取衛生署醫療器材認證執照得執照（圖八）。期待此系統的投入能解決增加硬式隱形眼鏡親水性及讓鏡片表面離子轉換來解決異物感重及舒適感不佳的問題。

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（圖七）電漿處理系統  

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  （圖八）美國PTC Boston原廠產品認證

Reference:

1.          International Association of Contact Lens Educators (IACLE)

2.          Bausch+Lomb Boston Materials & Solutions Product Guide

3.          Website: www.astp.com/plasma-equipment

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