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【Gene思書齋】《必然》型塑未來生活的十二科技大趨力

Gene Ng_96
・2018/03/23 ・4328字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 525 ・七年級

國民黨智庫指控台灣臉書進入「綠色恐怖」時代,關心此事的NCC委員陳憶寧去函臉書公司詢問相關情況,臉書台灣及香港公共政策總監陳澍正式回函:

強調根據臉書社群守則,帳號被停權或貼文被刪除,可能是帳號真實性有問題,或是有霸凌、騷擾、發表仇恨言論或垃圾訊息等情況;另外也澄清,臉書的台灣辦公室僅負責廣告相關業務,臉書並無外包社群管理工作給台灣企業運作的可能性。

這臉還不是普通的腫,顯示連大黨智庫的智商都無法理解現今科技和網路的運作。凱文.凱利(Kevin Kelly,KK)的《必然:掌握形塑未來 30 年的 12 科技大趨力》(The Inevitable: Understanding the 12 Technological Forces that Will Shape Our Future),正好可以教教政客老骨頭們,這世界已經不是他們想像的那樣了。

KK 被譽為科技哲學家,他的更早的一本《科技想要什麼》(What Technology Wants)有非常獨到的洞察和創見,本來就是理解科技演化必讀的好書,而他這本探討未來卅年的12科技大趨力的《必然》,許多關心未來科技的朋友當然該人手一本。

《科技想要什麼》(What Technology Wants)。圖/作者提供。

趨勢變化的十二大趨力

KK 把趨勢變化精確篩選出十二大趨力,每個科技大趨力都加上進行式「ing」。老實說,我還嘛討厭中文加「ing」的宅用法,可是這本書中譯仍保留了精髓的「ing」,卻是神來之筆。這些趨勢力不會因為個人喜惡而選擇要不要到來,唯一讓自己不被科技淹沒的方式只有早點面對,別無他法。

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現在世界變化的速度快到有時候還沒搞清楚一個狀況,另一波潮流就來了。最近在架上看到一本新書《第四次工業革命》(The Fourth Industrial Revolution),我真有點錯亂,心想我幾年前不是寫過一本第X次工業革命的書評(請參見〈革新世界經濟的第三次工業革命〉),怎麼會是新書呢?

後來才發現,我寫書評那本《第三次工業革命》(The Third Industrial Revolution: How Lateral Power Is Transforming Energy, the Economy, and the World)是幾年前出的書,兩本作者不同,只是封面都是黑底。兩次工業革命才沒隔幾年,這太不現實了吧?

《第四次工業革命》(The Fourth Industrial Revolution)。

屏讀ing:人機合體的生活

週末和朋友們聚餐,其中一位看到我左手戴登山電子錶、右手戴運動手環,就大力勸敗Apple Watch,他描述了戴了智慧型手錶後,他怎麼使用它通訊、導航、健康管理、時間管理、行動支付等等,說完還下了一個結論「它真的會改變你的生活」。我沒有要打廣告,因為我也還沒敗,可是有很大的機率會敗一支,因為聽起來效率會提升不少。

KK 在「屏讀ing」為我們勾畫一個未來的景像:除了入睡,我們都將變成螢幕的子民。超文本的內容與隨身螢幕,讓生活與資訊世界無縫套疊。螢幕將成為自我的一部分,讓我們更瞭解世界,同時也更瞭解自己。這不是未來的景像,因很多年輕人,像是我妹,連洗澡都要帶iPhone進浴室,24小時iPhone不離身,很多事都能透過小螢幕完成,簡直就是人機合體。

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形成ing:科技今天必然比明天更好?

《必然》在「形成ing」指出,科技想帶我們到「進托邦」(Protopia),今天必然比昨天更好──這是科技的目標,人類只是配合。最近有許多關於人工智慧(AI)的新聞,例如一再打敗「棋王」,甚至還說人工智慧聊天機器人之間,發明了人類看不懂的語言──後者其實是誤會,但是肯定的是,AI 超誠實:

中國網友先打出:「共產黨萬歲」,據說騰訊推出的聊天機器人「Baby Q」就會回:「你覺得這麼腐敗無能的政黨能萬歲嗎?」另有人問它:「民主好不好」,此聊天機器人立刻回答:「必須民主!」;「什麼是愛國」,「Baby Q」回說:「即使隨著裸官的增多,官商勾結,政府稅收的增加⋯⋯政府對普通人民壓迫的嚴重。依然還願意做一個中國人,這就叫愛國。」(然後這機器人就被下架了)

言歸正傳。KK 在「認知ing」提出,人工智慧不只必然接手我們的工作,我們也將與其更密切地合作,來發現出更多、更加重要的新穎工作。例如現在的「人加機」的比賽概念,是善用AI的好例子。

圖/geralt @pixabay

KK 在「流動ing」指出,產品服務的概念將會融化如液體。實體的價值消失,去中心化勢不可擋,整個世界就是不斷流動的資訊海,立即性、真實性、客製性等等,將會成為新的價值。

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電郵早改變人們過去國內等待好幾天、跨國好幾週的溝通模式,我和家鄉及海外的朋友,可以幾乎無時差地聯繫,加上變本加厲的臉書和通訊軟體連結,「已讀不回」會讓很多人犯焦慮症,相信不久後暢銷書排行榜,會出現教導大家如何改變心態面對「已讀不回」的勵志書;立即性也會表現在購物上,很多東西買了就能同步到手機或電腦上,還能個人化。

使用ing:擁有不重要,提供服務才重要

《必然》「使用ing」中談的,台灣讀者可能有點熟悉又不大熟悉,因為不少服務在台灣都不合法,例如Uber 沒有車、Airbnb 不擁有房產。他認為,使用權逐漸取代所有權,愈來愈重要。這些服務還能做到即時、隨選和去中心化。Uber 的問題我不清楚,可是我知道這服務超方便,出國時完全不需要去懂得當地複雜的計程車費率和叫車方式及語言問題,只要拿出手機輸入目的地一切搞定,車號、車型、司機、價錢、路線一目了然!

隨著網路時代的來臨,共享經濟正在改變世界,從Uber、Airbnb到ofo,正風靡全球,你加入了嗎?圖/isi159@pixabay

另一項方便的服務是雲端,我自己就付費購買了好幾個雲端服務,如iCloud、Google、Dropbox、Evernote和Adobe等等,讓我在任何一台連網的電腦、平板、智慧手機都能夠獲取所有重要文件和檔案,還透過雲端服務聽音樂、看電影等娛樂,根本不需要像過去那些攜帶容易損壞的隨身硬碟,也不必再找空間存放CD和DVD,即使沒有擁有很多硬體,仍然隨處都能使用資料。

除了付費服務,我們也享用極大量的免費共享資源,例如影片、百科、照片、軟體、知識等等,KK在「共享ing」指出,擁護免費的社群興起,網路的社會主義與集體主義已然誕生,眾人共享,眾人合作。不只內容大量創造,共享也讓每個小眾領域找到知己,共同學習、共同創造,共享成功。

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我們生活在共享資源極為豐富的時代,但是資訊已經爆炸,多到我們無法負荷,世界無法停止製造新產品,因此過濾已屬必然。很多網紅的崛起,就是因為他們幫我們過濾資訊,讓我們認為只要鎖定他們,就能有源源不絕的優質內容。Google和臉書的最主要功能,就是過濾資訊,但這會造成我們只會一再接觸想要的資訊而形成「同溫層」,不同意識形態的人群之間更加隔離。

圖/Chris Potter@flickr

重新混合ing:過濾內容拆解重組

KK 還告訴我們,不僅是人類過濾內容,內容也在過濾人類的注意力,因為注意力會成為愈來愈值錢的商品,《匱乏經濟學:為什麼老是在趕deadline?為什麼老是覺得時間和金錢不夠用?》(Scarcity:Why Having Too Little Means So Much)和《螢幕陷阱:行為經濟學家揭開筆電、平板、手機上的消費衝動與商業機會》(The Smarter Screen: Surprising Ways to Influence and Improve Online Behavior)能告訴你注意力有多寶貴(請參見〈多多才益善的匱乏經濟學〉〈聰明的螢幕陷阱?〉)。

KK 在「重新混合ing」指出,數位媒介讓媒體的拆解組合成為必然。把現有資源拆解重組能否稱得上是創作?智財權已首當其衝,將面臨脫軌危機。例如谷阿莫就是範例,他拿電影影片重就包裝成X分鐘看完ABC,是創作還是抄襲?是合理使用還是踐踏他人的智財權?

互動ing:點擊的衝動

你有沒有看到紙本文字有底線,還想點下去的衝動?有沒有看到螢幕,手就往上面滑半天沒反應的糗事?現在如此,未來出現更多互動體驗時,鬧的笑話恐怕會更多吧。在「互動ing」,KK 認為科技未來的重心會放在發掘新的互動上;裝置因為互動會更加敏感,與人更親密,並且更融入生活。現在,虛擬的電玩世界仍具有強烈的存在感和精彩的體驗,書中指出,虛擬次元未來將透過實境技術與現實交融,達到最終的互動體驗。

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追蹤ing:個人化服務,社會的變革

現在很多穿戴裝置還很高調但功能有限,如運動手環,大致上是追蹤步數和睡眠,偶爾測測心跳。未來穿戴裝置可能只是一件看來很普通的衣服,可是裡頭的微蕊片和偵測器,卻能追蹤一切儀器能測到的資料。

KK 在「追蹤ing」預言,人類對自我的追蹤已不限於健康,還必然擴及生命的全部,當生命融入資訊的流動中,龐大且完整的兆億級資料能被機器判讀,帶來不只是各式個人化服務,而是整個社會的改變。他主張,此時我們需要擔心資訊使用能否平等對稱?個人隱私的空間能否存續?

圖/Tumisu @goodfreephotos

透過搜尋關鍵字,我們能夠立即獲取不少知識,文件和電郵也不必記住存放位置。知識快速成長,而且公開、好用,Google地圖、維基百科就是好例子。「提問ing」告訴我們,問題增長的速度更快了,產生答案的技術固然重要,但產生問題將更加重要──因為提出好的問題,事情等於解決了一半。

這些趨力,正在開始ing

《必然》沒有《科技想要什麼》那樣深入的思索,對更多讀者來說,讀起來更輕鬆易懂。《必然》的十二個科技大趨力整理得很好,讓人對未來的科技趨勢能有縱觀整體的理解,面面俱到。書中提到的所有大趨力絕對會永遠改變我們的生活,這些大趨力內含的商機,相信也是產業發展想要借力使力的。

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台灣政府官員素質其實比很多先進國家都還高,要歷經競爭激烈的特考、高考等等,可惜只要考試不考,老師就不教、學生就不讀。現在硬體已難以稱王了,消費者體驗才是未來的藍海,台灣口口聲聲號稱要成為領先世界的科技智慧島,政府不想拿經濟開玩笑,大部分官員也希望台灣有好的未來,可是自以為善意的決策卻一而再、再而三昭告全世界:台灣政府管最多,連不懂的也想管,哦不對,是愈不懂愈想去管制。

台灣政府不斷封殺絕大部分先進國家、甚至很多發展中國家早就行之有年、廣為接受的網路和科技服務,搞得台灣像是個科技蠻荒之邦。

無法創造優質環境也就算了,還像是討厭科技上搞創新的人才,把一個又一個超有創造力的頂尖高手送給競爭對手,似乎自己只想繼續做血汗代工。

我真心呼籲,這本書該列為所有中央地方各級公務員和高官的必讀讀物,虛心向頂尖高手討教,真切瞭解現在的世界已經進展到什麼樣了,未來卅年又會是如何,那麼台灣或許還能有一線生機,因為面對這些趨力,現在只是未來卅年的「開始ing」。

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本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene

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Gene Ng_96
295 篇文章 ・ 32 位粉絲
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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科技人才看過來!三門獨家課程 YouTube 免費看!工研院「ITRI lab on-line」特色技術系列數位課程現正放送中
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・2829字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

Hey,未來的千萬年薪人才!來一起深入了解那些正在改變我們生活的科技吧!工研院為你精心準備了三堂超有趣的線上課程:從探索醫學界的 PLGA 微米球技術,到揭秘半導體測試的幕後英雄 ATE,再到讓塑膠也能有身分證的創新方法。這不只是學習,更是一場與科技親密接觸的旅程!

第一門 材料檢測與模擬設計之原理與應用系列學習

精選課程:塑膠也有指紋?如何給塑膠「身分證」來驅動循環經濟,減緩地球暖化?你要知道的光譜分選技術-材料光譜分選技術

這堂課將探討如何透過光譜智慧分選技術,為塑膠材料賦予「身分證」,進而推動循環經濟並減緩地球暖化。塑膠標籤的設置主要是為了方便辨識材質,這對於廢塑膠的回收和再利用至關重要。不同號數的塑膠因其分子組成、結構和排列的差異而有不同的特性和應用領域。

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在光譜智慧分選技術中,首先要理解電磁波的概念。電磁波是一種電場和磁場交互變化的波動現象,其不同波長可以用於不同的應用,如手機訊號、微波爐、家用遙控器、X 光攝影等。在塑膠分選中,光譜技術常用的波長範圍落在近紅外到遠紅外光的區域,即 1 微米到 300 微米。這些波段的電磁波能誘發塑膠分子振動,並吸收散射或入射的電磁波能量,從而造成光譜的變化。科學家利用這種振動光譜的變化來獲得塑膠分子的特徵光譜,從而開發出能辨識不同塑膠分子的技術。

舉例來說,最簡單的雙原子分子,如 C-H、O-H 等,會有特定的振動頻率。當結構更複雜的分子(如水分子)被電磁波誘發振動時,會產生更多的振動模式,每種模式對應不同的特徵光譜。塑膠由多種原子組成,因此其特徵振動光譜相當複雜,但這也使得每種塑膠具有獨特的光譜特徵,類似於條碼或指紋,可用於辨識不同類型的塑膠。

本集介紹的光譜技術主要聚焦於紅外線頻譜區段,其波長範圍在 900-2500 納米。在這一範圍內的紅外光能量正好能引起塑膠分子的振動,並在不同波長上產生吸收。透過紅外線感測裝置掃描塑膠分子,可以快速獲得塑膠的材質信息,這不僅有助於塑膠的分類和回收,也對環境保護和資源再利用具有重要意義。


第二門 半導體IC設計與檢測技術系列學習

精選課程:好的良率就是好的利率!考試交卷前都會再檢查、確認了,IC 生產才不會忘記你-半導體測試簡介

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在這堂課中,我們將探討自動化測試機台(ATE)在半導體測試領域中的關鍵作用。自動化測試機台是一種專為測試集成電路(IC)而設計的設備,它可以大幅降低手動測試的人力需求,並減少測試成本。每種IC根據其規格,都需要特定的測試項目。針對這些項目,專門編寫的測試程式被用於自動化測試機台,以自動檢測和篩選出不合格的 IC。

不同種類的 IC 需要不同的測試機台。例如,數位 IC 需要使用專門的數位測試機台,而記憶體 IC 則需要使用演算法來進行測試。類比 IC 和混合訊號 IC 則涉及電性測試,因為它們不是像數位IC那樣僅依賴固定的 0 和 1。

隨著系統晶片(SoC)的出現,測試機台的複雜性也隨之增加。SoC 整合了數位、記憶體、混合訊號甚至 RF IC 於一個晶片中,因此其測試機台必須同時具備上述所有種類機台的功能。這種SoC測試系統非常昂貴,每台造價可能高達數千萬。

最近,模組化測試系統成為了一種趨勢。這種系統的主要特點是其靈活性,能夠根據不同類型的IC進行不同模組的組裝,以進行測試。例如,對於數位IC,可以使用數位模組;對於類比或混合訊號IC,則可以使用相應的類比測試模組,如示波器或任意波型產生器。對於RFIC,則可以插入RF模組,如VNA等網路分析儀。模組化測試系統通常基於PXIE或LXI這樣的系統,其中PXIE是基於PCIE的擴展,加入了與儀器相關的電路;而LXI則是在LAN基礎上加入儀器相關電路。

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總結來說,自動化測試機台在提高半導體製造過程中的良率和效率方面發揮著不可或缺的作用。無論是傳統的ATE還是新興的模組化測試系統,它們都在確保IC品質和性能方面扮演著關鍵角色。


第三門:解密醫材醫藥產品開發攻略系列學習

精選課程:藥不💊隨便你~但少了「它」,藥就不能發揮最大功效!製劑的分類與開發

在這堂課中,我們將深入探討 PLGA 微米球技術及其在長效針劑開發中的重要性。PLGA,全稱為聚乳酸甘醇酸,是一種被廣泛應用於藥物釋放系統的生物相容性高分子材料。自 1989 年日本武田藥廠開發出第一款使用 PLGA 的產品 Lupron Depot® 以來,這種技術已被用於多種藥物的開發,涵蓋了小分子藥物和胜肽類藥物。

PLGA 的關鍵特性,包括乳酸與甘醇酸的比例、分子量及高分子末端基團,對藥物的釋放速率和持續時間有著顯著影響。在製程技術方面,溶劑揮發法和溶劑萃取法是兩種主要的製備方法,它們對於親水性和疏水性藥物的包覆都至關重要。這些製程不僅決定了微米球的形成,也影響著藥物在微米球內的分布和最終的藥物釋放行為。

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此外,微米球製程的工藝還包括乳化、coacervation 過程、溫度、攪拌速度、微米球固化和乾燥速度等因素,這些都對藥物包覆效率、微米球的粒徑大小分佈及藥物在微米球中的分佈位置產生影響。而不同的製程設計往往會導致藥物釋放行為的顯著差異,這對從實驗室到試量產階段的轉換是一大挑戰。

在台灣,工研院在經濟部的支持下建立了一個無菌製劑試製工廠,該工廠配備了微米球製程設備、高壓均質機、in-line均質機、噴霧乾燥機等關鍵製程設備。這些設備不僅能夠支持微米球的生產,還包括了關鍵的分析儀器,如液相層析儀、氣相層析儀、微米/奈米粒徑分析儀等。工研院的團隊擁有豐富的特殊製劑開發經驗,能夠提供從製劑配方研發、分析方法開發、放大製程開發到客製化產線設計的全方位服務。這些資源和專業知識使得工研院能夠有效地支持新藥的臨床前開發和商業化進程。

總的來說,PLGA 微米球技術在藥物釋放系統的開發中扮演著關鍵角色。透過精確的材料選擇和製程控制,這項技術有望為醫藥界帶來更多創新和有效的長效針劑產品。


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最硬核線上課程來了!工研院不藏私開課的原因是?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・1114字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 工研院 委託,泛科學企劃執行。

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這系列課程包括三大主題:「永續高值材化」、「智能晶片」和「精準健康」。每個主題都有專門的課程,總共22支數位課程影片,涵蓋從技術原理到應用範圍的各方面知識。這些課程不僅介紹了工研院實驗室的專業技術,也為企業提供了學習和轉型的寶貴資源。想先試看嗎?點這裡看看我們推薦的三堂課吧

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