Transcript 基礎化學B-6
第六章 點矽成金的積體電路 積體電路（integrated circuit, IC）是將許 多的電子元件做在一個晶片上，製作積體電路最常 用的材料是矽。 何謂「晶圓」？ 半導體 P型半導體(正摻雜)： 加入3A族 => 多電洞(少電子) N型半導體(負摻雜)： 加入5A族 => 多電子 「晶圓」乃是指矽半導 體積體電路製作所用之 矽晶片，由於其形狀為 圓形，故稱為晶圓。 液晶是由「液體」與「晶體」而成的名詞。平 常在室溫25°C下時是液體的型態，且流動時會帶有 固體的樣子，但隨著升溫到一、兩百度C後，內部晶 體會因鬆動轉向的關係逐漸變成透明液體，光在通 過不同晶體時會發生不同方向、角度的偏折，對液 晶通以不同電壓的電以產生不同角度的轉向，來對 光進行控制。 化妝品分為15類75種，依性質、功用主要可分 為五大系列，包括清潔品、保養品、彩妝品、香 水、頭髮用品。 一、醇類─含有羥基(-OH)的烴類化合物 酒精（乙醇）為香水 的重要溶劑，也是化妝水 中的收斂劑與殺菌劑。常 用的為甘油（丙三醇）、 1.3-丁二醇為保濕劑。 二、有機酸類 果酸，為水溶性的有機酸類，4~35%的適量使 用，可以使皮膚表面變軟，以去除角質層。水楊酸 可以作為防腐劑與抗菌劑，用以治療青春痘。 三、油脂及腊 為重要的原料。 •碘價 •皂化價 •酸價 未來化妝品技術發展方向 一、生技美容化妝品 以膠原蛋白（collagen）、玻尿酸（hyaluronic acid）。 二、中草藥美容化妝品 含有海洋植物、中草藥、熱帶雨林作物等的添 加成分亦缺乏定性定量的科學資料，所以僅作為天 然美容品中的輔助補充應用。 三、奈米技術的應用 奈米技術於化妝品的應用主要是指「添加活性 成分技術」。 無論是何種化妝品，都必須符合功能性（必備 之特性，不隨意誇大）、安全性（確保使用者不受 傷害），以及穩定性（產品品質之保障），才能加 以使用。 [補充] 化妝品常見成分： 1.抗氧化類：抗氧化類的成分具有維持細胞生命、 避免自由基產生的作用。包括左旋C、脂化C、植 物多酚類、超氧化歧化酵素(SOD)、高海藻歧化酵 素、Q10等。 2.促進細胞再生類：這一類的成分可促進膠原膜細 胞再生，產生更多的膠原纖維組織，讓皮膚緊 實、有彈性。 維生素A酸及其衍生物(Vitamin A acid)、植物性 荷 爾 蒙 、 DH EA 、 果 酸 (fr uit aci d ) 、 胺 基 酸 (Acidic Amino acid)、植酸(Phytic acid)、左 旋C(L-Vit.C)、凱因庭(Kinetin)、胸腺萃取 (Thymus peptides)、細胞生長因子(EGF)、膠原 蛋白第III型激活素(ASCIII)。 3.增進保濕類：加強皮膚的保濕度，補充油脂保 護，會讓皮膚保水度增加，讓肌膚看起來較有光 彩，細紋變淡。 玻尿酸(Hyaluronic acid)、鮫鯊希、神經醯胺 (Ceramide)。 4.增濕劑：多為水性保溼成分，幫助肌膚抓水，一 定要配合油性保濕成分使用 ，才能達到同時抓 水、保水的功效，讓保溼效果更好。 甘油，學名丙三醇(Glycerin)、玻尿酸(又稱醣醛 酸、透明質酸)(Hyaluronic acid)、胺基酸 (Amino acid)、膠原蛋白（collagen）、維生素 B 5 ( D -P a n t h e n o l ) 、 天然 保 溼因 子 ( N at i o n a l moisturizing action, NMF)、水解膠原蛋白 （Hydrolyzed collagen）、多元醇類(Prpylene glycol、butylene glycol)、尿素(urea)、果酸、 乳酸(AHA)等。 5.鎖水劑：油性保濕成分，幫助肌膚保水，兼具修 護皮脂膜功能。 酪梨油(Avocado oil)、杏核油(Apricot Kernel oil)、葵花油(Sunflower oil)、荷荷葩油 (Jojoba oil)、月見草油(Evening primrose o i l ) 、 琉 璃 苣 油 (Bora ge o i l ) 、 小 麥 胚 芽 油 (Wheat germ oil)、夏威夷核果油(Macadamianut oil)、橄欖油(Olive oil)。 6.安全美白成分 (1)抑制黑色素生成： ?對苯二酚(Hydroquinone) ?鞣花酸(Ellagic acid) ?麴酸(Kojic acid) ?熊果素(Arbutin) ?美拉白(Glycopeptides) ?杜鵑花酸(Azelaicacid) ?穀胱甘?(Glutathion) (2)還原、淡化黑色素： 維生素C(Vitamin C) (3)代謝黑色素： ?果酸(fruit acid) ?植酸(Phytic acid) (4)輔助美白成分： ?胎盤素(Placenta) ?甘草萃取(Licorice extract) ?維他命E(Vitamin E) ?桑椹萃取液(Mulberry extract) ?綠茶萃取液(Thea Sinensis Theaceal) ?小麥胚芽萃取(Wheat Germ extract) 7.危險美白成分 項目 功能 過氧化氫，即雙氧水 對皮膚具有刺激性，接觸到肌膚會有疼痛感。 (Hydrogen peroxide) 汞化合物 汞滲入肌膚雖然會立即與表皮層的蛋白質結合，破壞 酵素的活動，讓黑色素無法形成。但是會與皮脂腺分 泌的脂肪酸結合而沉澱，成為另一種色斑，即汞斑。 解開胜?的數字密碼 胜?由蛋白質的一小片段，藉由不同數字、種 類的胺基酸所組合而成，不同數字所代表的就是由 幾個胺基酸所組成，藉由胺基酸序列的不同，對應 肌膚不同需求。 數字 別 稱 功 能 二 眼袋終結因子 三 細胞清道夫 促進纖維母細胞膠原蛋白增生，「活性銅」 配方就是三胜?。 四 激活雌激素 抗發炎、增強肌膚耐受力。 五 微膠原蛋白 刺激膠原蛋白增生。 六 類肉毒桿菌 舒緩表情紋。 九 抑制羰基化、醣化、氧化。 減少黑色素合成製造。 化粧品化學成分(有害)十大通緝要犯 中文名稱 化學名稱 味唑烷基尿素 Imidazolidinl Urea 甲基(乙基、丙 基、丁基)苯 有害原因 接觸性皮膚炎。 Methy(Propyl、Butyl、 過敏反應及皮膚紅。 Enthyl)-paraben 礦物脂 Petrolatum 丙二醇 Propylene Glycol 過敏及毒性反應。 PVP/PVA Copolymer 微粒子會吸入肺裡，對敏感 體質者有毒。 PVP/PVA聚合物 月桂基硫酸鈉 干擾人體天然滋潤系統。 會刺激眼睛使皮膚發紅、掉 髮、頭皮屑及過敏，時常出 Sodium Lauryl Sulfate 現在「假天然」的化粧品及 洗髮精中而被標示為「椰子 衍生物」。 中文名稱 化學名稱 有害原因 硬脂氯化物 Stearalkonium Chloride 用於潤濕精及面霜會造成過敏 反應。 化合色素 Synthertic Colors 包裝標示以「FD&C」或「D&C」 後面接數字。致癌。 化學香料 Synthetic Fragrances 頭痛、頭暈、皮膚紅、皮膚色 素過度沉澱等。 三乙醇胺 Rriethanolamine (簡稱TEA) 眼睛毛病、頭髮、皮膚乾燥， 如果進入身體裡面長期下來會 造成毒性。 維生素 維生素是一種有機物質，在我們體內無法合 成，必需由食物中獲得，所需要的量不多，但在維 持生命、促進生長發育上是不可或缺的。維生素不 能產生熱量，也不能形成身體組織的材料，其主要 功能乃參與身體中之代謝作用。 種類 名 稱 功 能 缺乏時的症狀 主要來源 情緒低落、腸胃不 強化神經系統功能， 豆類、糙米、 Vitamin B1 適，腳氣病、手腳 保持心臟正常活動。 牛奶、家禽。 麻木。 維持口腔及消化道粘 嘴角裂開及潰瘍， 瘦肉、肝、蛋 Vitamin B2 膜的健康，維持眼睛 口腔內粘膜發炎， 黃、糙米及綠 視力，防止白內障。 眼睛容易疲勞。 葉蔬菜。 水 溶 性 保持身體及精神系統 貧血、抽筋、頭 瘦肉、果仁、 處於正常現狀，維持 Vitamin B6 痛、皮膚脫落、嘔 糙米、綠葉蔬 體內鈉、鉀成分得到 吐、暗瘡。 菜、香蕉。 平衡，製造紅血球。 防止貧血，製造紅血 疲倦、精神抑鬱、 肝、魚、牛奶 Vitamin B12 球，防止神經受到破 記憶力衰退、貧 及腎。 壞。 血。 舌頭紅腫、貧血、 Folic Acid 製造紅血球及白血 消化不正常、疲 蔬菜，肉及酵 葉酸 球，增強免疫能力。 勞、頭髮變白、記 母等。 憶力衰退。 種類 水 溶 性 油 溶 性 名 稱 功 能 缺乏時的症狀 主要來源 Vitamin B3 菸酸 保持皮膚健康及維持 疲勞、頭痛、嘔 血液循環，有助神經 吐、肌肉酸痛。 系統正常運作。 Vitamin B5 泛酸 製造抗體，增強免疫 口瘡，記憶力衰退，糙米、肝、蛋 力，幫助碳水化合物、 腹瀉，失眠，疲倦 脂肪及蛋白質轉變成 肉。 甚至血糖過低。 能量。 Vitamin C (抗壞血酸) 對抗游離基、有助防 癌，減低膽固醇，加 強身體免疫力，對抗 疾病，防止壞血病。 Vitamin A1 增強在光線不足時的 夜盲症、眼球乾 紅蘿蔔、綠葉 視力，維持粘膜正常 燥，皮膚乾燥及搔 蔬菜、蛋黃及 功能，令皮膚光潔幼 癢。 肝。 嫩。 牙肉出血，牙齒脫 落易患感冒，傷口 癒合緩慢，皮下出 血，消化不良等。 綠葉蔬菜、肝、 腎、蛋等。 水果，特別是 橙類，綠色蔬 菜，番茄，馬 鈴薯等。 有助小孩牙齒及骨骼 Vitamin D 發育，及補充成人骨 小孩軟骨病，食慾 魚肝油，奶製 (陽光維生素) 骼所需鈣質，防止骨 不振，腹瀉等。 品，蛋。 質疏鬆症。 種類 油 溶 性 名 稱 Vitamin E (生育醇) 功 能 對抗游離基，有助於防 癌及心血管病，改善傷 口回復平滑，有助降低 血壓，減低月經出現的 不正常現象。 缺乏時的症狀 主要來源 紅血球受到破 壞，神經受到損 害，不孕症，月 經不正常，肌肉 受損；子宮機能 衰退。 冷搾植物油、 深綠色蔬菜、 蛋、牛奶、 肝、麥、及果 仁。 Vitamin K 凝血作用，有助修補及 不正常體內出 (凝血維生素) 骨骼的生長。 血。 西蘭花、椰菜 花、椰菜、蛋 黃、肝、棵麥 等。 [補充教材] •維他命與礦物質之間的平衡 維他命和礦物質並非是單獨作用的。要增 加維他命的效果，必須有礦物質的參與。這和 要增加礦物質的效果，必須維持礦物質的平衡 是一樣的道理的。身體再好的話，攝取過量時， 也會產生不良的效果。 例如：攝食過量的磷，會消耗鈣。 攝食過量的鈉，會失去鉀。 攝食過量的鋅，會引起銅、鐵的損失。 攝食過量的銅，會減少鋅的量。 攝食過量的維生素D，會使體內的鈣異常的增加。 攝食過量的維他命C，會失去葉酸和B12。 攝食過量的膽汁素，會引起B6的缺乏。 [補充]食品添加劑 多數食品為了防止食品的腐敗或變質，增加食 品美觀、刺激食慾，降低成本等而添加食品添加 劑，但有些食品添加劑會造成人體的傷害，在選購 食品時須多加注意。 種 類 說 明 亞硝酸納、硝酸鉀 火腿、香腸等的發色劑，使其看起來更新鮮。可使用 於肉製品及魚肉製品，但衛生署警告，用量以NO²殘 留量計為0.07g/kg以下，且禁用於生鮮肉類、生鮮魚 肉類及生鮮魚卵。 糖精鈉、糖精 甜味為蔗糖的500倍。1973年的動物實驗發現有致癌 現象，曾被禁止使用，但後來又解禁。但必須在商品 上表示攝取太多糖精，有致癌可能的警告文字。 過氧化苯甲酸鈉、 清涼飲料常用的合成防腐保存劑，有致癌的可能，另 過氧化苯甲酸 外易造成肝硬化、帕金森氏症、老化等，衛生署雖未 加以禁用或警告，使用仍須謹慎。 種 類 說 明 食品色素 食品色素包括紅色2號、紅色3號、紅色106號、黃色4 號、黃色5號、藍色1號、藍色2號、綠色3號、胭脂蟲 紅等。可於各類食品中視實際需要適量使用，唯生鮮 肉類、生鮮魚貝類、生鮮豆類、生鮮蔬菜、生鮮水 果、味噌、醬油、海帶、海苔、茶等不得使用。 丁羥基茴香醚 是防止油脂氧化所使用的抗氧化劑。目前一般是以維生 素E作為防止油脂氧化的抗氧化劑。 阿斯巴甜 阿斯巴甜其甜味為蔗糖的200倍，尚無致癌可能的報告， 限於食品製造或加工必須時使用。阿斯巴甜加熱時因高 溫可分解，因此不可作為烤、炒或蒸煮食物的甜味添加 物，另外苯酮尿病人亦不適合使用阿斯巴甜。 單獨存在於食品時不會有問題，但在人體內與火腿、香 腸的亞硝酸鈉在一起時，有生成致癌物的可能，因此所 花楸酸鉀、花楸酸 購買之食品標示含此兩種食品添加劑時，不要與火腿、 香腸一起攝食。 丙二醇 餃子、餛飩皮、麵條等的保濕劑。過量攝取時，引起肝 臟及腎臟功能受損。 在生活中依發展的方向分為兩類，一是已經形 成工業化大量生產規模的高分子，稱之為『通用性 高分子材料』，二是具有特殊用途與功能的是為 『功能性高分子材料』 通用性高分子材料： •塑料 •橡膠 •纖維 •塗料 •接?劑 功能性高分子材料： 一、液晶材料 依結構不同可分為三種 結 構 排 列 方 式 向列型 長軸方向平行規則排列。 層列型 二度空間的層狀規則排列，各層間則有一度的順向排列。 膽固醇型 由多層向列型液晶堆積所形成，分子排列呈螺旋平面狀排列。 二、導電高分子材料 1.摻雜：將塑膠(要具有共軛雙鍵性質)一部分電子 移出(氧化)，另一則加入一些電子(還原)，這種 過程稱為摻雜。 2.導電塑膠：合成具有共軛雙鍵的聚乙炔，再利用 摻雜方式使塑膠出現與金屬一樣的導電性。 三、儲能材料 因資訊產品微型化，需要穩定而高容量的電力 來支持儲存設備，例如高容量電極材料的合成、鋰 二次電池的應用等，另外如單晶矽的太陽能電池。 四、高性能金屬材料 高性能金屬材料依其功用可分為 1.輕量化：鋁/鎂合金，應用於筆記型電腦外殼。 2.散熱型：高性能散熱材料是高速度電腦不可或缺。 3.鍍膜型：精密鍍膜材料大量用於機械加工的刀具。 五、纖維材料 仿造生物化學、綠色化學及表面化學為核心，結 合工程設計，包括高機能性衣著纖維(具排汗、防 風、透氣、抗UV、遠紅外線、保溫等功能)，另外再 發展出各種微孔薄膜超過濾材質。 六、形狀記憶合金(Shape memory alloy) 形狀記憶合金是一種特別的合金，可以任意將它 變形，但當加熱或通電後，就會回復本來的形狀，像 擁有記憶一般。 1.記憶合金特性：扭曲後仍能回復原狀。 2.材料：金鎘、銅鋁、銅鋁鎳、鎳鈦(鎳鈦諾)。 3.特性：不易有金屬疲勞、耐侵蝕、承受很大的拉力 和壓力，在通電時能產生觸發相變的熱力。 4.應用：電器、醫療、日常生活用品、宇宙和航空等 高科技領域等。 [補充教材] 古代出現的記憶合金 1.越王勾踐自用劍表面鍍上一層鉻，地下埋藏2000 多年依然如新沒有生銹。 2.秦王一號坑的第一洞有一把青銅劍表面上也鍍上 鉻鹽氧化物，被一尊重達150公斤的陶俑壓彎(彎 曲角度超過45°)當移開陶俑後又恢復平直。 七、特殊高分子材料 1.超級吸水高分子(super absorbent polymer，簡 稱SAP) (1)材料：最常見的一種是聚丙烯酸鈉(sudium polyacrylate) O H H H H C C C C C H C H ONa O OH n 聚丙烯酸鈉 (2)吸水原理 利用滲透。把超級吸水高分子製成一個小圓 球，同時把鹽巴包在它所形成的球殼內。 H 2O H2O 吸水高分子 (半透膜) 鹽 H 2O H2O (3)吸水能力 ?取決於它吸收什麼樣的水。 ?蒸餾水-本身重量800倍。 ?自來水-本身重量300倍，自來水中有許多離子 ?0.9%的氯化鈉溶液(約相當尿液的濃度)-本身 重量60倍。 (4)用途 ?嬰兒或成人紙尿布、婦女衛生棉等。 ?製造鹼性電池。 ?用來除去汽油中的水分。 ?防止水分滲入地下電纜。 ?製成吐檳榔汁的紙袋。 ?用來控制苗圃花盆的土中水分、水床。 ?清涼領巾。 護理 一、滲透 當兩個不同濃度之溶液間隔著半透膜時，就會 發生滲透。 二、擴散 氣體分子相 互貫穿的情形。 例如肺泡和微血 管中氧氣及二氧 化碳的交換。 三、血液 人體血漿正常的pH值介於7.35～7.45，低於 7.35即酸中毒，高於7.45即鹼中毒，而最大承受範 圍為6.8～7.8。 四、胃液 成人胃液pH值介於0.9～1.5，其主要成分為鹽 酸和胃蛋白?。 滲透壓 人體血液中含有各種無機鹽和大量的蛋白質， 血液滲透壓約7.7atm。 氧化還原 人體的氧化還原反應就是將食物消化，以提供 生命活動所需的營養和能量。