隱形眼鏡，到底是什麼？
很多人都佩戴過隱形眼鏡，學名叫做角膜接觸鏡。薄薄的一層膜片，既清晰又美觀，已經成為很多愛美人士的必備用品。但是很少有人知道隱形眼鏡到底是個什麼東西。今天就來簡要介紹一下。
隱形眼鏡：高分子科學家獻給世界的禮物
角膜接觸鏡在19世紀就已經出現，開始的形式是質地較硬的硬鏡。最初是由玻璃製作，佩戴起來非常不舒適，戴幾個小時就得摘下來，到了20世紀三四十年代，高分子學科已經初步建立，市面上已經開始出現各種結構的高分子材料。其中，PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）由於表面光滑度高、抗沉澱性強、透光性能好等優異性能成為了接觸鏡的首選基材。但整體來講，硬鏡戴起來還是很難受，並且透氧氣性差，所以硬鏡沒有得到大範圍的使用。
（開個腦洞：帶上硬鏡的眼睛是這個樣子的？)
而到了上世紀50年代，軟鏡的出現，才革命性地改變了這一局面。捷克斯洛伐克高分子科學家Otto Wichterle對此有著不可磨滅的貢獻。Wichterle當時在國家科學院的高分子化學所研究一種新型的聚合物——PHEMA（聚羥乙基甲基丙烯酸酯），後來慢慢意識到這種聚合物很有希望開發成軟式接觸鏡。但是由於上級領導並不支持此項工作，Wichterle不得不將自己的研究地點搬到了自己家中，並最終取得了初步成功。美國某知名眼睛保健公司在此基礎上改進了製作工藝並在1971年取得了PHEMA軟鏡的FDA許可證書。由於舒適度大幅提高，軟鏡開始流行。
軟式接觸鏡的材質：五花八門
目前為止，可用於製成軟鏡的高分子材料種類已經變得豐富起來。這要求所使用的高分子具有如下特點：
透明度高
足夠的透氧性（軟鏡里最重要的指標之一）、離子滲透性、透水性
和人類角膜類似的折射率（1.37左右）
尺寸穩定性高
與眼部環境兼容
基於這些要求，現在的軟鏡基本做成水凝膠的形式。這裡的水凝膠，是一種高分子鏈的三維交聯網路，網路中間填充了大量的水分。原理上水分越多，透氧性越強。
在化學原理上，該類水凝膠的合成是利用自由基聚合將HEMA等單官能度單體與多官能度單體共聚。
雖然PHEMA是最早也是目前最成功、市場佔有率最高的軟鏡材料，但它的透氧性並不是非常理想。改進方式就是共聚其他親水單體，如NVP（N-乙烯基吡咯烷酮）、AM（丙烯醯胺）等，以提高整體的含水量與透氧性。
但是，利用增加含水量來增加透氧性的方法是有瓶頸的，它的透氧性極限值只能滿足日帶需求，對於更長時間的佩戴，則需要全新的軟鏡材料，比如現在有部分軟鏡採用的有機硅高分子，如PDMS（聚二甲基硅氧烷）。但是正所謂魚和熊掌不可兼得，這類聚合物雖然本身透氧性強，但是卻是疏水的，一般也要共聚親水單體或者表面進行親水處理。總體來講，這類軟鏡使用廣泛程度依舊不如PHEMA類。
下圖是提到的單體與聚合物結構。（註：為書寫方便，不考慮聚合物的交聯結構，聚合物按相應的線型結構。）
隱形眼鏡護理液里都有啥？
護理液里，95%以上的含量都是——水！而另外那5%大約包含了眾多成分。
最主要的：殺菌劑。有的殺菌劑採用雙氧水（過氧化氫）。但是考慮到雙氧水本身對眼睛具有刺激性，眼鏡商在配套設施中提供了含有鉑、鈀、銀等金屬的器具，可在殺菌過程結束後清除雙氧水。化學原理就是高中學過的：雙氧水在某些金屬催化下分解成水和氧氣。
有的殺菌劑是採用了一些聚胍或聚季銨鹽類高分子。這類高分子中的單體結構發揮著殺菌的作用，而高分子特殊的存在形式又使其不會輕易進入眼中。
清潔劑：磷酸鹽類嵌段共聚物類表面活性劑，主要是清除沉積在鏡片上的蛋白質。
保濕劑：如纖維素丙二醇聚乙烯基吡咯烷酮
pH調節劑：主要是無機鹽類，維持護理液一定的pH。
看完了這些，真是要好好感謝高分子科學家，是他們，讓我們的雙眼更加美麗！
參考文獻：
1. Maldonado-Codina, Carole, and Nathan Efron."Hydrogel Lenses-Material and Manufacture: A Review." Optometry in Practice 4 (2003): 101-115.
2. Nicolson, Paul C., and Jürgen Vogt. "Softcontact lens polymers: an evolution." Biomaterials 22.24 (2001): 3273-3283.
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