我念生科系，現在是行銷業務──「不務正業」徵文

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

幾年寒窗，終於到了要選填志願的這一天，卻只能用成績來抓周嗎？選科系不是挑熱門、看出路，而是要評估能力、了解興趣、問問自己志向在哪裡！

就跟著這些走過相關科系的前輩，來看看當你想念科學相關科系時，應該要有哪些準備、注意哪些事！

也歡迎投稿給我們，為學弟妹們指點迷津喔。
（投稿請寄：contact@pansci.asia）

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在這世界好快心好累的時代，我們大學修的很多學分都很難學以致用，「不務正業」、做著跟大學主修乍看沒什麼關係的工作，可能才是常態。五月的專題徵文，就讓我們來看看「職涯」能有哪些變化！

• 文/林歪歪

我相信大多數的台灣人，工作與自己所學幾乎都沒甚麼太大的相關性。鄉民們總是說：「一入生科，一生苛苛 」，真的是這樣嗎？

一入生科、一生苛苛？

我自離開中研院（研究助理，多數生科人的宿命）後，在生技醫藥產業打滾了八年間，換了十份工作，有原料商、台廠藥廠（生技醫藥產業很吃學歷，外商更甚，如沒熟人引薦，低學歷是注定吃鱉）、西藥代理商、儀器商（實驗室儀器、耗材），直到三年前被挖角到目前的廣告行銷公司，經理職，主持一個自媒體及擔任該公司的業務。會被挖角的原因僅因為作藥頭（藥廠業務）的時候很認真打拼，且這些年一直四處交同行朋友。

我認為，作人作事都一樣，與人為善、認真負責是很重要的，人在作，不只是天在看，周圍的所有人也都在看。肯打拼的老實人，不會因為台灣工作環境很糟、慣老闆特多、害你換了不少公司、刻板地認為你草莓，而把你埋沒，因為最終總會有人認同你的態度，而介紹好的門路給你。

生科系要學的知識非常多，從基本的物理、化學、微積分，到生物化學、分子生物學、有機化學、微生物學、遺傳學⋯⋯等樣樣都要會，唯有如此，才有辦法在生物學門的研究中，有獨立研發作業的能力。 但學了這麼多專業知識，跟出社會工作，沒有多大幫助，僅在作研究工作時能有用而已。因為你跑業務賣藥，少有醫師會跟你聊到基因甲基化、蛋白質藥物合成⋯⋯等專業，這也造就越來越多短裙辣妹取代我們這種本科出身的藥頭。

光鮮亮麗的產業，大家都過得慘澹

廣告業、媒體業，日常工作就是不斷開發客戶，找廠商問有沒預算讓我們幫作行銷，很多即使是編輯記者，也需要外出扛業績，即所謂的工商記者；因為這兩個行業是很老的行業，競爭對手很多，所以生活不好過，錢難賺。

但，當記者的好處是沒人敢得罪你，不論政治人物或廠商們，都需要巴結你，且參觀各類展，憑著記者證，都不用買票入場了。手上握著的筆，影響力很大，我永遠記得寫的第一篇談論台灣生技產業現況與未來的文章，三天內達到五萬閱覽數（不重複計算），嚇了我一大跳，我碩士論文放線上圖書系統12年了，也才250閱覽數，被下載3次而已。

家人對於我讀生科是非常推崇，就跟我們一般國民一樣對生技醫療有很好的憧憬，當我轉職成廣告、媒體業者時，依然還是保持著跟生技醫療有關的內容，所以家人還是支持著我，只是如同我們一般國民一樣，都被政府騙了，台灣生技醫療確實技術實力很強大，但在現行的政策是防弊不興利，所以產業內大家都過得很窮困，不像外表看起來這麼光鮮亮麗，那是被媒體們炒作起來的外表。

沒興趣、怎麼做都堅持不住

對於有志從事生技醫療業的後輩，我的建議：「興趣最重要 」，如果沒有興趣，即使你能力很好、有很高的志向，但這一路走來會很痛苦，因為沒賺到啥錢，且因為法規對企業綁手綁腳的關係，你也不會有啥成就與發展。而廣告業、媒體業呢？因為是老行業了，競爭對手太多且激烈，所以工作的生態環境被搞得很差，大家可看看台灣媒體素質就能略知一二，故，我也建議，如果沒有興趣，不要從事這領域的工作。

那，到底，我建議作哪個領域的工作比較好呢？ 依據你的興趣來選吧！  如果還不知道自己對哪個領域哪個行業有興趣，那就要盡快多花時間研究、了解自己！ 時間不等人，華人社會總要求女生幾歲前要快決定結婚生子與否，但很公平的，也是會要求男生40歲前要達到哪個職位，否則就會被認定：「你就是這個坎的人 了。」

出社會後，我們會慢慢了解：人在作，不只是天在看，老闆跟同事，還有市場上你的競爭對手們、你的親朋好友們也都在看！ 女生好友們私下會比美醜婚嫁，男生好友們外表好像都是哥兒們不計較，但私下還是會比成就收入，這是人性。

為了更好的將來，我們必須不斷努力提升自我，不懈怠學習、求進步。孔夫子有句話說得很好：“ 學如逆水行舟，不進則退。 ” 工作做生意賺錢，更是如此。

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三分鐘可以幹嘛？其實可以做的事情很多，像是上個廁所刷牙洗臉、或是做個 50 下伏地挺身（然後躺在地上喘）、或是刷個臉書……（哎呀！已經過了一小時！）

但就是有人腦洞大開，要逼人用三分鐘完整的邏輯、清楚的口條、生動的描繪來介紹一篇生科論文，還要用天下第一武道大會的方式來選出最強者！這看似不科學的設定，意圖用時間的壓力榨出知識的精華（也讓參加者叫苦連天），到底是誰那麼沒有人性只有理性呢？

我們專訪了「生科懶人包：全國三分鐘生科論文演講口說競賽」的幕後推動人之一，台大生命科學系助理教授陳示國老師，先來展示用三分鐘回答完 18 個問題的絕技，請上場！計時開始！

動物生理時鐘研究

老師的研究主要以「動物生理時鐘」為主，請問這個領域近期有哪些比較特別或重大的研究進展？

1. 我們的基因表現有 20~40% 被生理時鐘調控，其中調控的點超過 2 萬多個。凡是你想得到的都被生理時鐘調控。
2. 調控生理時鐘最主要的來源是視網膜內一群主要感受藍光的神經細胞。白天照藍光讚，晚上照藍光劣。

環境中影響生理時鐘最主要的因子是日光週期，請問如果將動物關在完全見不到日光的環境下，牠們的生理時鐘會有怎樣的變化？是會依個體紊亂呢還是因為種類不同受到別的因素影響呢？

生理時鐘厲害的就是不照光他依舊自動會跑，而且很準呢！人類的生理時鐘大約是 24 小時 11 分鐘，也就是沒有人叫你（也沒有光照），你每天會晚 11 分鐘起床，難怪我們每天早上都起不來。

動物的生理時鐘是基因決定還是可以後天改變的呢？

時鐘由基因決定，時鐘告訴動物現在幾點，至於幾點要做什麼，我們還是可以自己決定。

「內生性感光視神經細胞」對大眾來說是個比較陌生的名詞，想請問它和一般視網膜上的感光細胞有什麼不同？又有那些特殊的功能？

一般感光細胞偵測光的改變量（對比），無法偵測現在有多亮，因此拿來形成視覺很好用。但是內生性感光視神經細胞可以偵測亮度，因此跟亮度有關的生理現象比如瞳孔大小，負趨光性，生理時鐘調控就由它們來負責。

老師實驗室近期的研究發表，使用的單一神經細胞標定方式，解析出眼球與大腦之間的神經細胞迴路，能否介紹一下這個方法的特殊之處，以及它在科學上幫助我們了解了什麼以前無法解答的問題？

最近大家都想知道腦裡面上億個神經細胞如何連結成神經網路，神經系統就像是樂高，一個神經細胞可以想像成一塊樂高積木，藉由不同的組合就能拼出不同功能。但是我們之前只能看到一群上百個或是上千個細胞的連結，就好像給你一盒 1000 個元件的樂高，但是沒有組裝說明書，標定單一神經細胞等於告訴我們這一顆積木在整組樂高中的位置。等我們標定出全部的神經細胞，我們會更加了解神經系統到底是如何運作。

某些動物擁有強大的夜視能力，是因為其自主感光視神經細胞的感光能力強大嗎？

大部分的動物感光細胞的感光能力差別不大，我們的眼睛內感光細胞可是能對單一光子產生反應，單一光子是多微弱呢？我們手機發出的亮度大概是 10¹² 的光子亮度，所以理論上 1 千億分之 1 的手機亮度照到感光細胞我們就可以看到，這樣手機螢幕可以開超暗，說不定可以好幾個月不用充電！可惜我們的眼球結構無法有效率的讓這樣低亮度的光聚集到感光細胞上，這也是我們夜視能力不好的主要原因。

三分鐘生科懶人包

生科懶人包需要在三分鐘之內講完一個研究結果，在資料闡述準備上有那些需要注意的地方？

簡單扼要，雖然數大便是美，但是懶人包比賽「要點太多便是不懂」。

生科懶人包活動希望藉由訓練生科研究人才的溝通能力，也能增進大眾對生命科學研究的題材的了解。我們日常生活中會接觸到生命科學的題材嗎？了解這些對一般大眾能有什麼幫助？對研究生來說，參加生科懶人包活動對他們有什麼幫助？

我們日常遇到的生科題材實在是太多了，例如濾藍光眼鏡到底好不好？晚上 11 點睡覺是不是保護肝？例子實在是太多。我們在實驗室的研究或許很專精，但是參加懶人包比賽可以讓學生站在更宏觀的角度去看自己的實驗，每個實驗都由一個為什麼來的，而每一個生科的為什麼都跟我們的生活息息相關，但是這一個為什麼可能需要有好多層級之後才會關聯到日常生活的事物，同學參加比賽可以藉此挑戰自己的邏輯以及聯想力

科普傳播中最困難的是要把研究內容簡化，如何能夠把研究講的簡單卻又不失嚴謹？這個減法是否有訣竅？

科學中的定律並不是由一件單一實驗可以證明的，通常是累積很多實驗室，研究人員，多年努力才能下一個好的結論，我想科普困難的在於需要有強大的背景知識當做一個後盾，才能將內容簡化。嚴謹，就藏在參考文獻是否包含足夠的觀點。

還有哪些科研領域也適合舉辦像生科懶人包這樣的活動？

我想大部份基礎研究領域都可以，畢竟所有的基礎研究都在問「為什麼」，而人類是充滿好奇心的動物，我們最喜歡聽別人說為什麼，然後因為得到答案而有恍然大悟的喜悅感。

生科懶人包是生科系限定的活動，如果有其他科系的學生，但研究領與屬於生科範圍是否也考慮納入？

今年擴大為生命科學相關研究領域都可以加入，歡迎各界好漢一同來挑戰！

各種成為生科人的領悟

老師怎麼看待「一日生科，終生科科」這句話？生科系的出路真的很差嗎？

一個人追求的目標，無法達到就科科了。我想有些人的目標是安安穩穩的過一輩子，那麼這個人進到每天都在挑戰未知的生科領域，就會終生科科。如果追求的是數鈔票數到手抽筋，那麼當個商人最有機會。如果想要安安穩穩的數鈔票，找個富爸媽才不會科科。生命科學是探討生物界的未知，探討人體的未知，探討疾病的未知，為人類未來的健康打基礎，很可惜現在社會對於著眼未來並不是很友善，不過還是歡迎心臟強大的有志青年加入生科領域。

研究生物科學後，會不會影響自己的宗教信仰？

宗教的主旨是希望人能向善，科學是追求真理，本質上沒有衝突。

生物科學跟生物科技之間是競爭關係還是合作關係？學生要怎麼選擇研究方向比較合適？

我自己認為，生物科學跟生物科技是時間前後關係，當我們藉由生物科學的研究了解一個生理現象後，就可以利用生物科技來解決這個生理現象出問題所造成的疾病，實際實驗操作上可能不會差太多，所以學生如果比較想問「為什麼」之類的問題可能比較適合生物科學，如果比較想問「怎麼辦」之類的問題可能比較適合生物科技。

您怎麼看同性婚姻？從生物學的角度出發，怎麼理解同性戀呢？

以下言論完全是自我感覺，不涉及「科學」立場。

我自己是做神經系統的研究，對我而言，性取向就好像日夜行動物的取向一樣，應該是由腦中某些神經迴路所決定，而腦中迴路很多是天生的，就好像日行性動物天生就在白天活動，夜行性動物天生就在夜間活動。然而雖然人類是日行性動物，有些人天生就是夜貓子，可能是他 / 她生理時鐘的腦部核區連結比較接近夜行性動物，當然這樣的言論完全沒有實際實驗證據。因為不了解，所以我們才會需要對於腦有更多的基礎研究，也因為對於生理機制的不了解，我們更應該以開放的心態來面對同性婚姻。

未來人類會否放棄葷食，演變成全素食的物種？

吃素食的動物擁有較複雜的消化系統，例如相對下較大的盲腸，人類的盲腸幾乎退化，因此我們並不是適合完全吃葉菜類食物。但是如果今天地球被我們破壞到只剩下葉菜可以吃，那麼演化或許會讓人類改變。至於植物性蛋白這方面，就需要下次另外三分鐘來介紹了。

2017 生科懶人包：全國三分鐘生科論文演講口說競賽

詳情請見：3MTLS 三分鐘生科論文口說競賽