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矽靈真的好壞壞嗎?關於矽靈的保養迷思

活躍星系核_96
・2018/01/24 ・3158字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 511 ・六年級

  • 文/Serrina Lin
    嗨!我是 Serrina!來自台灣的旅美科學家。專精於保養品配方研發與產品開發 為許多知名品牌量身打造配方以及擔任配方諮詢顧問。歡迎追蹤 Serrina Lin 的個人 網頁 與 臉書

矽靈是什麼呢?

首先,我們要認識到底什麼是矽靈呢?矽靈,稱為聚矽氧烷,亦稱矽酮或矽油,英文稱為 Silicone。是一種合成聚合物,由矽、氧主鏈 [-R2SiO-]n 和其他有機官能基所組成。當化學結構式中的 R 由不同的官能基組成時,就會延伸出不同的化合物,所以矽靈其實是一個家族的統稱。在保養化妝品與洗髮潤髮用品中常見的這一類化合物,英文的字尾通常會有 -cone 或者 -siloxane,例如:Dimethicone、 Cyclomethicone、Cyclopentasiloxane、Cyclohexasiloxane,等等的都是屬於矽靈家族的化合物。

矽靈的化學結構。 圖/wikimedia

我知道說到這裡,這麼多英文化學名,大家都已經看得霧煞煞了。之所以會提出這些英文原名的原因是,由於英文名字相近,坊間常把「 矽靈 」與天然元素「 矽 」搞混了。矽靈(Silicone)和矽(Silicon)是不一樣的,矽是一種天然元素,非化合物,多用於半導體與工業配件中。[註1]

依照目前國際間的科學研究,包含歐盟、美國以及日本等國,尚未發現矽靈對人體有危害性,也未發現矽靈會直接引起皮膚刺激、導致癌症、造成落髮等等的問題。因此在現行法規下,矽靈並未禁止使用於保養化妝品或洗髮潤髮品。

保養化妝品中的矽靈

矽靈的特性具防水性、潤滑力、光澤等等,雖然其本身並不具有任何滋養作用,但可以增加產品的防水性、柔軟、光澤,以及改善質地與觸感。所以經常被使用於保養品與化妝品中,例如:保濕乳液、晚安面膜、防曬、粉底、唇膏等等。

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矽靈本身並不具有任何滋養作用,但可以增加產品的防水性、柔軟、光澤,以及改善質地與觸感,所以經常被使用於保養品與化妝品中。 圖/By_Alicja_ @Pixabay

由於矽靈的上述特性可以在皮膚上形成一層保護膜,防止皮膚水分至表皮蒸發,降低皮膚的「經皮水分散失」(TEWL:Transepidermal Water Loss),達到皮膚鎖水的功效,很適合用來預防或改善因乾燥而受損的肌膚。如果你的皮膚是偏乾性膚質,生活環境是在歐美這種乾燥型氣候的國家,就很適合使用含有矽靈成分的產品。相對的,如果你是屬於油性膚質,基本上矽靈就沒辦法帶給你太多好處,也就不需要特地挑選含矽靈成分的產品。

要如何知道自己的皮膚狀況適不適合使用含矽靈的產品呢?給大家一個小秘訣,當你使用含有高比例矽靈成分的產品時(如:晚安面膜),你的皮膚往往會感覺到有一層好像洗不掉的薄膜,那就是矽靈提供給產品的觸感。如果那層薄膜給你的感覺是皮膚很有負擔、且不能呼吸,那就不建議你使用含矽靈的產品 ; 但是,如果你的皮膚不覺得負擔,反而有改善皮膚乾裂的現象,代表現階段你的皮膚過於乾燥,需要多使用具鎖水功能的產品。

矽靈也很常使用於藥品級的傷疤產品( Scar Treatments)中。當皮膚有割傷、創傷時,表皮的防禦保護功能受損,皮膚的經皮水分散失快速提高,這個時候皮膚需要一層保護膜以防止水分快速的流失,而矽靈就可以提供此作用。貼心的小提醒,嚴重的皮膚創傷,要如何使用傷疤產品,建議都要詢問過自己的醫師以及藥房的藥師,才會安全喔![註2]

洗髮潤髮用品中的矽靈

矽靈除了上述提到使用在保養化妝品中的特性外,還有具抗靜電力與高耐熱性,也因次很常使用於潤髮乳的配方中。

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當我們洗髮後,頭髮的毛麟片間的油脂會被洗掉,此時的毛麟片會呈現打開的狀態,加上洗髮精的酸鹼度偏高(多使用陰離子界面活性劑 ),會使毛髮呈現負電的狀態,一堆帶負電互斥的毛髮與互相摩擦的毛麟片,就會出現毛躁且不服貼的頭髮。

矽靈的表面張力低,且具有好的潤滑力,可以在頭髮上形成一層很薄的保護膜,讓洗髮後不平整的毛麟片變得光滑柔順,但不油膩。同時它具有抗靜電的效果,可以讓頭髮柔順好整理。另外,它的高耐熱性,可以保護吹髮時的高溫可能會造成頭髮的傷害。

矽靈的抗靜電效果,可以讓頭髮柔順好整理。而它的高耐熱性,可以保護吹髮時的高溫可能會造成頭髮的傷害。 圖/By RyanMcGuire @Pixabay

矽靈在潤髮乳中有這麼多功效,那為什麼會成為大家所擔心的成分呢?原因是當廠商開始推出雙效 (洗髮、潤髮)合一的洗髮精時,就開始有人提出質疑,認為雙效合一洗髮精中的矽靈會無法洗淨,殘留在頭皮上,造成落髮或頭皮發炎等問題。但這些指稱,在科學檢驗與文獻依據上其實是相當薄弱的,大多屬商業競爭的手法。

目前各項研究,以及台灣衛生福利部藥物食品安全週報第 611 期 中,臺大醫院皮膚科蔡呈芳醫師指出:

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以含有矽靈洗劑洗頭後,雖有部分矽靈附著頭髮,但在使用約 5 次後其附著量就會達到平衡;而只要使用 1 次不含潤絲成分的一般洗劑清潔,大部分矽靈成分就可被清除。而頭皮發炎更可能是因為洗劑過於溫和,無法有效洗淨,並非矽靈引起。矽靈成分本身對頭皮的保濕力並不明顯,再加上矽靈無法為皮屑芽孢菌所使用,因此尚無引起脂漏性皮膚炎的科學依據。

由此可見,造成頭皮的許多問題,並不是因為矽靈的關係,關鍵在於「你是否有清潔乾淨你的頭皮」。不含矽靈或有加矽靈的洗髮用品,並沒有誰好或誰壞的問題,要回歸到個人護髮需求來做選擇。

如果你是因長髮導致髮梢油脂不夠而乾燥、或因為吹、燙、染等原因造成毛麟片受損的人,使用含有矽靈的洗髮潤髮產品是合理且安全的。至於,對於原本就是容易出油的油性髮質的人,含矽靈成分的洗髮潤髮產品,會顯得油膩不適。選擇適合自己的產品,並做正確且有效的清潔是很重要的,這才是擁有健康頭皮與亮澤秀髮的關鍵。

source:Licya @ Pixabay

矽靈 Q&A

Q 1:矽靈就是 Dimethicone 嗎?當產品說沒有矽靈是指沒加 Dimethicone 嗎?

A 1:矽靈(Silicone)是所有聚矽氧烷化合物的家族總稱,所以你並不會在產品的成分表上面看到矽靈(Silicone)這個名字,而 Dimethicone 是矽靈家族裡很常被使用於產品配方中的化合物之一。

由於很多消費者、甚至很多產商都只認識 Dimethicone,認為 Dimethicone 就等於矽靈。因此許多產商會宣稱沒有加矽靈在自己的產品裡,但其實他們只是沒有加入 Dimethicone 在配方裡,在產品成分表上面仍可以發現其他的矽靈化合物。這種銷售方法很容易讓有矽靈迷思的消費者買單,但卻是個不良的示範。

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Q 2:矽靈會進入皮膚裡而造成刺激嗎?

A 2:就如同文章前面所述,矽靈是聚合物,分子量大,無法進入人體皮膚裡被吸收,只能在皮膚表面形成一層保護膜。目前國際間的科學研究,也未發現矽靈會對皮膚造成刺激性。另一方面,矽靈並不具有任何營養價值,其主要功能是形成一保護膜,降低皮膚的經皮水分散失,提供皮膚鎖水與保護的功效。

Q 3:矽靈會對環境造成傷害嗎?

A 3:根據 台灣衛生福利部藥物食品安全週報第 611 期 報導中,單純的矽靈,是安全的,也不會破壞自然環境:

根據北美洲1994年開始執行的「矽靈對於環境、健康及安全的之監測」,大致上證實矽靈對環境及健康的影響,是來自其生產中殘留的不純物而非矽靈本身。目前關於矽靈成分的使用,尚未發現有其對人體有明顯危害性,且國際間,包含歐盟,美國及日本等國的管理規範,亦均未禁止使用於化粧品中。

圖/By itanapunyo @Pixabay

備註

  1. 補充一個題外話,因為天然元素「 矽 Silicon 」的關係,在電腦與電子半導體行業蓬勃的城市 – 矽谷才會被取名叫作 Silicon Valley,而不是 Silicone Valley 喔。
  2. 筆者之前有為傷疤產品做了一個專利的配方,大家有興趣可以參考:Patent Number US 9,226,890 Polysilicone Base for Scar Treatment ( Issued on January 5, 2016 )[1]。

參考資料

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  1. Patent Number US 9,226,890 Polysilicone Base for Scar Treatment ( Issued
    on January 5, 2016 )
  2. 台灣衛生福利部藥物食品安全週報第 611 期
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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AI 可以設計散熱,但誰敢讓它出貨?林唯耕談算力背後的物理現實
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/08/20 ・2819字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 高柏科技 合作,泛科學撰文

林唯耕剛回台灣任教時,曾在清華大學的實驗室裡用一立方公分的「氨」做實驗。沒想到氨氣意外洩漏,那股刺鼻的氣味瞬間瀰漫整棟大樓,引來眾多師生抗議。

「從此以後,我再也不敢在實驗室裡用氨了。」他在《思想實驗室》的訪談中,帶著笑意回憶這段往事。

這段插曲聽來像是一則工程師的寓言:在理論模型中,氨是太空熱控系統的理想介質;但在現實的辦公大樓裡,它首先是逼人逃竄的臭味。公式本身沒有錯,但現實世界永遠比公式更複雜——它包含了人、成本、風險,以及必須為後果負責的工程師。

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高柏科技技術專家、清華大學榮譽退休教授林唯耕 ,曾任職於美國 OAO 工程部熱流組,深耕電子構裝散熱與熱管技術多年。隨著 AI 浪潮席捲全球,他鑽研一輩子的老問題再次被推向科技產業的核心:當晶片運算速度無止境攀升,那股伴隨而生的熱,究竟該往哪裡去?

熱不會讀新品發表會

科技巨頭在發表會上熱衷於談論大型語言模型、GPU 規格與驚人的算力。這些詞彙在投影片上光鮮亮麗,彷彿進步毫無邊界。然而,每一次數位運算都紮實地發生在實體晶片上。晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護。在物理現實面前,再動聽的發表會敘事也必須低頭。

晶片會發熱、材料會疲勞老化,一旦設備過熱,系統便會降頻保護 / 圖片:envato

回顧個人電腦發展早期,晶片幾乎不需專屬散熱元件。隨後,鋁製鰭片、風扇、熱管到均溫板逐一登場。這段歷程常被視為技術升級,其實更像是對空間的極限勒索:晶片功率翻倍,發熱源的面積卻沒變大,機箱空間也不可能無限擴張。

林唯耕指出,散熱設計的核心只有三要素:功率、熱源面積與空間限制。他舉例,在標準的 1U 機箱中,若發熱面積約為三十乘三十毫米,氣冷系統在達到八百瓦時就會面臨瓶頸。這並非固定的物理常數,而是取決於空間、面積與氣流的動態平衡。最現實的代價在於,風扇轉速提升的背後,是噪音、電力損耗與空間占用。

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因此,「液冷技術」的興起並非單純為了追求酷炫,而是算力密度提升後的必然選擇。它能更精準地帶走晶片廢熱,卻也將新的挑戰帶入機房:漏液風險、流道堵塞、材料相容性,以及維運時的難度。工程的進步,本質上鮮少是徹底消滅問題,更多時候是選擇一組「比較值得承擔」的新問題。

太空教他的,不是把答案搬回地面

太空熱控工程之所以迷人,是因為它剝奪了地球上最常見的散熱工具。在真空宇宙中,沒有空氣能讓風扇製造對流;受光面溫度破百度,陰影處卻極度嚴寒。工程師必須純粹仰賴熱傳導、熱輻射,以及熱管與環路型熱管(LHP)來搬移熱能。

熱管運作的關鍵在於「相變」——液體蒸發時吸收大量潛熱,冷凝後重回循環。林唯耕比較了銅與水的熱傳導能力:在他設定的特定條件下,實心銅塊約能傳導 120 瓦的熱能;但若每秒有一立方公分的水發生蒸發相變,移熱量可瞬間拉升至 2.4 千瓦(kW)。他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。

儘管如此,太空科技並不能直接套用到地面。太空元件因考量重量、功耗與維修難度,偏好無馬達幫浦的被動式設計;但地面 AI 伺服器面臨更高的熱負載與環境溫度,往往仍需幫浦驅動流量。當年那場「氨氣洩漏」事故正是最好的提醒:技術是否「先進」,與它是否「適合」當下的場景,始終是兩回事。

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他強調「每秒」的觀念,因為散熱談的是動態流動速率,而非靜態的冷卻魔法。/圖片:envato

好論文,為什麼仍可能造不出好產品

學術研究致力於證明「可行性」,而工業現場則要求「可重複性」——不僅要能運作,還得確保每台出廠的設備都不漏水。林唯耕將此定義為「從 0 到 1」與「從 1 到 100」的差別。後者涉及良率、成本、公差與客戶信任。論文中那次最完美的實驗數據,在產線上往往未必管用。

他從不避談失敗。在高柏科技早期與學界合作時,也曾遇過實驗數據無法複製,或研究方向偏離產業需求。這未必是雙方努力不夠,而是彼此對「成功」的標準不同。為了解決這道鴻溝,高柏科技推動「柏苗啟航創新培育計畫」,每年投入逾千萬資金與成大、中山、台科大等校合作,並指派專業人才在過程中持續微調、校正,確保研發貼近產線現實。

他分享了近期一項液冷工質校正專案。團隊使用非侵入式的超音波流量計進行觀測,但由於儀器預設以「水」校正,換成其他化學流體後讀數便出現誤差。最初嘗試用幫浦壓差推算,卻發現缺乏重複性,數據甚至推導出不合理的蒸發率。最後團隊回歸基本面,改用秤重法搭配能量平衡進行交叉驗證,才讓數據成功收斂。

這個故事真正的價值不在於「產學雙贏」的口號,而在於那段不夠優雅的挫折:假設失效、數據混亂、方法砍掉重練。也正是在這種時刻,企業需要的不只是會算數的人才,而是能洞察研究何時「走鐘」,並有權力喊停、要求重來的關鍵決策者。

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林唯耕坦言,過去在校園裡總認為「技術第一、成本第二」,進入商界後才驚覺行銷與信任關係往往才是關鍵。這番話雖然不如科技突破那樣動聽,卻是產品能否進入市場的殘酷真相。再卓越的散熱設計,若無法穩定生產或贏得客戶信任,也僅止於一份精美的報告。

AI 會給答案,誰來負責出貨?

訪談尾聲,主持人國威提出了一個時代難題:假設 AI 能在彈指間生成散熱架構、材料配方與流道設計,企業該選擇全面擁抱 AI 的速度,還是保留緩慢但穩定的工程驗證,以規避潛在的失效風險?

林唯耕拒絕落入二選一的框架。他的觀點是:兩者並存。AI 擅長處理資訊、生成草案;但工程師仍須實作原型,進行嚴苛的性能與可靠度測試,最終由人決定是否出貨。這並非盲目崇拜人類直覺,而是基於一項事實:AI 的資料庫裡,通常沒記載下一次「意外洩漏」或「材料疲勞」的細節,且模型永遠無法為量產結果擔負法律與商業責任。

在 AI 時代,最稀缺的未必是熟練下指令(Prompt)的人,而是具備這種能力的人:能預判答案可能在哪裡出錯、能設計實驗將問題「逼」出來,並且願意為最終的量產品質負起責任。

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大眾習慣將雲端想像成輕盈、無重量的空間。但現實中,雲端是由龐大的機房架構而成,裡面裝滿了晶片、管線、泵浦與冷卻液。虛擬算力的每一次擴張,都會在實體世界留下發熱的足跡。散熱工程師的價值,就是不讓這筆物理帳單,被埋沒在光鮮亮麗的投影片背後。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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