《復仇者聯盟3：無限之戰》中最強的是雷神索爾？（不戴手套的話）

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

「哎，你跟雷神索爾長得很像耶。」 

當你跟朋友看完電影之後他對你說這句話是不是誇獎，完全取決於你跟他一起看的是哪一部漫威的電影（或者是在哪個平行宇宙）。

以下有大大劇透，請還沒看完復仇者聯盟4的人趕快左轉，泛科學編輯部承受不起「一時劇透一時爽 但似乎一直劇透一直爽」的罵名XD

• 劇透《復仇者聯盟 4 》一時爽但不一定全家火葬場？科學如何解釋暴雷這件事！

＿＿＿＿＿ 防雷分隔線＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿ 再來一層防雷分隔線，雷神索爾要打雷囉＿＿＿＿＿

說到漫威電影的肌肉擔當，美國隊長和雷神索爾一直以來都不分軒輊。

但在《復仇者聯盟4》裡，五年後的索爾是個宅在家裡喝啤酒、打遊戲 還有中二病發作的亂嗆聲 、hen聽媽媽的話 的廢宅，身材也都走鐘了（但還好親媽還認得出來）。這樣的廢宅索爾是怎麼煉成的？組成阿斯嘉星際異攻隊聯盟跟星爵爭頭頭的他，有辦法不用時間旅行、就恢復往昔的身材嗎？

喝酒會容易有「啤酒肚」？飲酒與肥胖的距離

飲酒與肥胖之間的距離或許和我們與惡一樣，有關聯卻很難明晰定義兩者之間的關係。很多因素夾在它們之間，包含喝酒的型態、攝取量、種類、飲食習慣、基因和運動強度等等。

首先，「酒精會抑制瘦體素 (leptin)、類升糖素胜肽 (glucagon-like peptide-1)、血清素 (serotonin) 的作用，讓人減少飽足感；也會提升內生性類鴉片 (endogenous opioids) 和神經胜肽 Y (neuropeptide Y) 的分泌，而使食慾增加。」有研究統計發現當你餐前喝點酒會有開胃的效果，讓正餐吃得更多。

除此之外，也不要忘記，酒精本身也是熱量來源，一公克的酒精約能產生 7 大卡的熱量，人們往往會忘記酒精有熱量這件事情而使熱量攝取增加。當人體無法儲存酒精時，其也容易被代謝、因而減少了身體去氧化脂肪成熱量的機會。

不同種類的酒對於體型也會有不一樣的影響。如果是啤酒的話，歐洲癌症及營養調查 (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition, EPIC) 發現其會增加男性腰圍，卻對女性腰圍較無影響，但整體來說，關於啤酒是否會增加 BMI 或是腰臀比則尚未有定論。

而針對酒精濃度高於 40% 的烈酒，許多研究支持喝的酒量越多，體重、BMI 和腰臀比都有明顯增加的趨勢。而跟前述兩者不同的是，紅酒和體重與體型之間存在著非線性關係，有些研究顯示如果少量飲用可能比完全不喝的人相比有較低的 BMI 值。飲酒習慣的話，多量少次的豪飲比少量多次的飲酒方式更容易讓體重增加。

索爾看來什麼都喝，還一直喝，看來……神體有點令人擔憂？

索爾不是沒有六塊肌，只是坐著脂肪在堆積？

除了喝酒之外，五年後宅在家的索爾，顯然就是顆沙發馬鈴薯。也有一些關於沙發馬鈴薯的研究，指出這樣的生活習慣其實對人體健康是有害的（但對神體就不太確定了）。例如發現每天花4小時坐著看電視的人，死亡率比不到 2 小時的人高出 46%。也有研究指出，每天久坐超過 12 個小時的人，罹患糖尿病與心血管疾病的風險是正常人的兩倍。

那該怎麼辦呢？近期也有研究發現只要每天花 20~40 分鐘運動，其實就可以抵消久坐所帶來的後果。

那麼他的六塊肌會像瑞凡一樣回不去了嗎？健身不是讓脂肪變成肌肉，所以肥胖也不是肌肉換成脂肪，而是夾在皮膚以及肌肉之間的脂肪量增加了。所以六塊肌是回得來的，但除了運動，其實減少脂肪組織最好的方法是透過飲食。

所以若索爾的神體跟人體相似的話，少喝酒、健康飲食、多運動，或許我們就會在下一集「星際異攻隊」或是「雷神索爾」裡看到恢復身材的索爾囉（所以我說他的鬍子可以剃一剃嗎！）

• 註：原有雷版標題「親媽還認得嗎？關於《復仇者聯盟 4》的雷神索爾 」

參考資料：

根據北歐神話，雷神索爾（Thor）擁有一把名叫妙爾尼爾（Mjölnir，也稱雷神之鎚）的鎚子。在美國 Marvel 漫畫和電影之中，地球上只有索爾能夠拿起妙爾尼爾（不過後來各式各樣的人，像是幻視和美國隊長都可以拿起來或是讓他們動一下。），並且能夠放出強勁的閃電攻擊。

古代神話當然沒有給予任何科學解釋。根據 Neil degrasse Tyson 的猜測，妙爾尼爾可能是以中子星的物質製成的。中子星究竟是什麼？為何能夠賦與妙爾尼爾這麼神奇的力量？

• 編按：根據Marvel Comics的設定，妙爾尼爾是用「uru金屬」所製成、它是由鐵匠Etri用一顆垂死之星的中央所鍛造而成的。因此 Neil Tyson推測妙爾尼爾如果是用中子星物質所製成，它的重量的確重到「凡人」無法拿起啊。
  資料來源：FINALLY, SCIENCE EXPLAINS WHY NO ONE CAN LIFT THOR’S HAMMER

那麼，神秘的中子星是怎麼誕生的呢？

創造妙爾尼爾的起源，是個關於恆星誕生和死亡的故事。很久很久以前，在非常廣大的宇宙空間裡面，有一片非常巨大的星際塵埃雲。這片星雲裡的物質來自宇宙大爆炸之後產生的原子，其中絕大部份都是氫。

星雲內某個區域氫原子比較密集，而這個區域的重力比較強；隨時間過去，區域附近的氫原子慢慢地互相越靠越近，逐漸形成一顆原恆星。最後，附近以光年計的氫原子都落入這個原恆星之中。原恆星越來越巨大、溫度與密度越來越高，直到有一刻，氫原子核因為互相太過靠近而熔合在一起成為氦原子核。核熔合會放出強烈的能量，恆星就這樣誕生了。

這顆恆星的質量是太陽的幾倍至幾十倍，經過幾千萬到幾億年，這顆巨大的恆星裡面的氦又會結合成碳、氧、矽等等比較重的原子。直到開始熔合成鐵之時，由於鐵不會再熔合，恆星逐漸失去核熔合放出的能量所造成的壓力。沒有壓力抵抗重力，恆星就會變得不穩定。最後，它的核熔合燃料會消耗坮盡，完全失去來自內部的壓力，開始向內坍縮。

當恆星外殼坍縮到撞上核心時，物質會被反彈開去。這次反彈非同小可，極大量物質以非常接近光速被拋向外太空。這就是威力大得足以使整個星系百億顆恆星的光統統比下去的爆炸——超新星爆發。

• 超新星是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸，而在這段藝術家製作的縮時影片中集合了許多遙遠的星系，偶爾可以看見超新星，而且每顆爆炸的恆星，其亮度都短暫的超越了其所在星系的亮度。（影片來源：wikipedia）

很多物質會被超新星爆發拋向外太空，在這過程中又會結合成更多比鐵更重的元素。被超新星爆發拋出的原子，就會成為下一代恆星和行星的原材料。構成我們的太陽系的物質都是來自於這樣的超新星殘骸。太陽系中所有行星、地球上所有物質、生物，都來自超新星爆發；所以，我們都是名符其實的宇宙星塵（超浪漫的啊）。

但妙爾尼爾也會讓地球變成中子星？！

恆星核心未必會被超新星爆發炸得完全粉碎。如果剩下的物質太多，沒有任何力量能夠抗衡重力坍縮，它就會變成黑洞，是通向時空終點的不歸路。然而，如果殘留下來的核心質量介乎約0.6至2倍大陽質量的話，原子核裡的質子就會和電子合併成為中子，中子與中子之間產生的壓力足夠抵抗重力坍縮。一顆中子星就此誕生了。

中子星非常細小，尺寸大約等於一個紐約市。想像把整個太陽塞進這麼細小的空間裡，就能夠大致想像中子星的密度有多高。在地球上，每茶匙物質只有幾克重；而在密度極高的中子星上，每茶匙物質卻可重達幾億公噸。

如果妙爾尼爾是由中子星物質所造成的話，地球上的人類沒有一個能拿得起，也是合情合理的。然而，妙爾尼爾明顯被輸入了超越現代科學所能理解的法術，否則妙爾尼爾應該會直接衝破地殼，沉到地球核心，更遑論索爾能把妙爾尼爾掛在牆上、放在桌上了。

這樣的話，地球上的一切物質亦會跟著坍縮落到由妙爾尼爾之上，變成一顆中子星。

妙爾尼爾其實是科學家夢寐以求的室溫超導體？！

普通物質在導電的時候，電子會在原子之間流動，過程中會因為有電阻而流失能量，如果沒有持續輸入能源，電流就會停止。上世紀以來，科學家陸續發現了很多物質在極低溫度下，其電阻值會變成零，稱之為超導體。超導體裡的電流能夠在不消耗能量的情況下流動，如果能夠找到在室溫中也能保持超導特性的物質，將是科學家和工程師夢寐以求的材料啊。

在中子星裡的中子，由於彼此非常靠近，就會出現一些量子力學效應。其中一個神奇的特性，就是中子會變成所謂的超流體，能夠自由地在中子星裡流動。中子星之中亦存在著一些未有變成中子的原子核，由於原子核裡的質子帶有電荷，中子星裡的物質其實是處於超流、超導狀態！

以中子星物質製成的妙爾尼爾，應該也有著超導特性吧。這也就能解釋為什麼索爾能量使用妙爾尼爾放出強大的閃電，在電影《復仇者聯盟》中索爾曾用這一招消滅了不少來自外太空侵略兵團。看來，雷神索爾的落雷攻擊比基路亞和比卡超的更強啊，不愧為北歐神話的戰神！不過，這麼厲害的武器，索爾應該不會把它交給科學家研究吧。

很可惜妙爾尼爾已經在《雷神索爾：諸神黃昏》之中被破壞了，不論是科學家和索爾都要好好繼續努力啊！

• 眾人把玩妙爾尼爾的片段。