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蝶.花-萬花筒Part2

邱文凱
・2013/11/11 ・1723字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 461 ・五年級

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緣起

之前一時興起組了一台《大人的科學》35mm雙眼相機,想說是否可以來改造一下,因此就利用自己很愛做的萬花筒(詳見鏡花水月),來打造一個獨一無二的延伸鏡頭。

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所需材料

1

  1. PC鏡板(一些較大的書店或美術行有賣,價格70-100之間)
  2. 200P西卡紙(這種厚度的比較好塑形)
  3. 雙面膠
  4. 美工刀
  5. 膠帶

製作流程

1. 於PC鏡板背後做切割標記

2

2. 切割PC鏡板

3

3. 稍微使用美工刀劃開黃色虛線處(有兩條,方便之後彎折)

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4. 將切下的PC鏡板,沿剛才劃開的兩條線折成一個正三角形(頂部用膠帶固定)

5

5. 切割200P西卡紙做鏡筒(8.5cm是為了符合相機鏡頭圓周長以及預留黏合邊,7.2cm是留黏合邊讓相機跟萬花筒鏡頭相接)

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7

PS: 鏡頭直徑2.5cm,圓周長大約7.85cm

6. 將裁好的西卡紙捲成圓柱,用雙面膠固定(捲成比相機鏡頭大一些,剛好可以卡上去)

8

7. 將三角鏡放入圓紙筒中,並塞入廢紙,固定其三頂點(這樣做可以藉由廢紙厚度,調整三角鏡於筒中的位置)

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8. 安裝萬花筒鏡頭於相機上(稍微用雙面膠或保麗龍膠固定)

相片0263

9. 拿起相機去拍攝吧(以下為手機模擬效果)

一開始只想到隨意拍攝XD

多重影分身の术

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拍景物時

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gdgtydre

後來突然想到可以拍蝴蝶,結果意外的,蝴蝶幻化成花!!!

蝶.花

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相片0058

更多實例(部分圖片,感謝好友陳民峰提供)

生活應用:

萬花筒利用的是,多次反射來達到絢麗的視覺效果。像印度為了讓大家養成將垃圾隨手丟入垃圾桶的習慣,就設計出垃圾萬花桶(Cleanoscope),每當有人丟進新垃圾後就會出現不同的景象。

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馬路上看到的反光器也是利用到多次反射的原理

1280px-Yellow_raised_pavement_marker
(credit: CC by Bidgee@wikipedia)

它是藉由三個互相垂直的平面鏡,組成角反射器,讓射向三鏡的光線反向射回(如下圖)

2000px-Corner_reflector.svg
(credit: CC by Chetvorno@wikipedia)

人類的太空任務中,角反射器也曾經應用在測量準確的月-地距離
阿波羅十一、十四、十五號在月球上曾裝上回向反射器(由許多角反射器為單位組成,下圖為阿波羅十五號的回向反射器)

596px-ALSEP_AS15-85-11468

它是藉由反射地球上發出的雷射光,測出月球與地球之間的距離
(回向反射器詳細資料可參考:Lunar Retroreflectors Lunar Laser Ranging experiment

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邱文凱
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相信著 "以人化物" 器物再美,缺乏人的溫度,終將不完美 而若多一分人性的溫暖,便能包容原先器物的小缺陷 這是設計科學小物的初衷 希望這些東西能充滿著溫暖,無論是手心的亦或是內心的

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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【2021諾貝爾化學獎】化學史的革命性進展:簡單又環保的「不對稱有機催化」
諾貝爾化學獎譯文_96
・2021/10/27 ・5691字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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本文轉載自諾貝爾化學獎專題系列,原文為《【2021諾貝爾化學獎】他們的工具帶給了建構分子的革命性發展

  • 譯者/曹一允|美國德州農工大學 Karen Wooley 教授指導下取得博士,現於日本萊雅公司進行研究。
  • 譯者/蔡蘊明|台大化學系名譽教授

他們的工具帶給了建構分子的革命性發展

化學家可以透過連接許多小的化學塊材來創造新分子,但控制這些看不見的物質,以所需的方式結合是很困難的。班傑明 • 李斯特(Benjamin List)和大衛 • 麥克米蘭(David MacMillan)獲得了 2021 年諾貝爾化學獎的桂冠,以表彰他們開發了一種新而巧妙的工具來建構分子:有機催化。它的用途包括研發新的藥物,以及使得化學更為環保。

許多行業和研究領域都須依賴化學家建構新功能分子的能力,那些可以是任何在太陽能電池中捕獲光或將能量儲存在電池中的物質,也可以是製造輕便跑鞋或抑制疾病在身體內進展的分子。

然而,如果我們將大自然建造化學物質的能力,與我們自己的能力進行比較,那我們就好像是長期的被困在石器時代一般。大自然的進化產生了令人難以置信的特殊工具,酵素(或稱酶),用於建構賦予生命形態的各種形狀、顏色和功能的分子複合物。最初,當化學家分離出這些化學傑作後,他們只能以崇敬的眼光看著。在他們自己的分子建構工具箱中的錘子和鑿子,顯得愚鈍和不可靠,所以當他們企圖複製大自然的產品時,往往最終會產生許多不需要的副產物。

精細化學的新工具

化學家添加到工具箱中的每一個新工具,都漸漸地提高了他們建構分子的精確度。緩慢但確實地,化學已經由用在石頭上的鑿子發展出許多精細的技藝。這對人類實在大有助益,而其中一些工具已經獲得諾貝爾化學獎的肯定。

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獲得 2021 年諾貝爾化學獎的發現,已經將分子的建構拉到一個全新的水平。它不僅使化學更為環保,而且更容易製造不對稱分子。在化學分子的構築過程中,經常會出現一種狀況,就是可以形成兩種分子 —— 就像我們的手一樣 —— 是彼此的鏡像。尤其是在製造藥品時,化學家經常希望只得到這兩個鏡像中的一個,但卻很難找到有效的方法來做到這一點。李斯特和麥克米蘭為此研發出的概念 —— 不對稱有機催化 —— 既簡單又出色。實際上很多人都很納悶,為什麼我們沒有早點想到它。

真的,為什麼呢?這不是一個容易回答的問題,但在我們嘗試之前,需要快速地回顧一下歷史,我們將會定義「催化」(catalysis)和「催化劑」(catalyst)這兩個術語,並為 2021 年的化學諾貝爾獎奠定理解的基礎。

許多分子有兩種異構物存在,其中一種是另一種的鏡像,它們經常對身體產生完全不同的影響。例如,一種版本的檸檬烯分子具有檸檬香味,而其鏡像則聞起來像橘子。圖/諾貝爾獎官網

催化劑加速化學反應

在十九世紀,當化學家開始探索不同化學物質相互反應的方式時,他們有了一些奇怪的發現。例如,如果他們將銀放入含有過氧化氫(H2O2)的燒杯中,過氧化氫會突然開始分解成水(H2O) 和氧氣(O2)。但是促發這個過程的銀,似乎完全不會受到反應的影響。類似的,從發芽的穀物中獲得的一種物質,則可以將澱粉分解成葡萄糖。

1835 年,著名的瑞典化學家貝吉里斯(Jacob Berzelius)開始注意到其中的規律。在皇家瑞典科學院年度報告中,敘述物理和化學的最新進展時,他寫到了一種可以"產生化學活性"的新"力"。他列舉了幾個例子,其中只要有某一種物質的存在,就可讓化學反應發生,並指出這種現像似乎比以前認知的要普遍得多。他認為這種物質具有一種「催化力」,並稱這種現象為「催化作用」。

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催化劑產生塑膠、香水和美味的食物

自貝吉里斯時代以來,大量的汗水流過了化學家的吸管,他們已經發現許多種催化劑,可以分解分子或將它們連接在一起。多虧了這些催化劑,他們現在可以開發出我們日常生活中使用的數千種不同的物質,例如藥品、塑膠、香水和食品調味劑。事實是,估計有世界 GDP 總量的 35%,在某種程度上涉及化學催化。

原則上,西元 2000 年之前發現的所有催化劑都屬於以下兩類之一:它們若不是金屬那就是酵素。金屬通常是極好的催化劑,因為它們具有特殊的能力,能在化學反應過程中暫時容納電子或將它們提供給其它分子。這有助於鬆開分子中原子間的鍵結,因此使得尋常時候很強的鍵結可以被打破,形成新的鍵結。

然而,一些金屬催化劑的問題是它們對氧氣和水非常敏感。因此,要使這些試劑正常運作,它們需要一個無氧和無濕氣的環境,而這在大規模的產業界很難實現。此外,許多金屬催化劑都是重金屬,可能對環境有害。

生命的催化劑以驚人的精確度運作

第二種形式的催化劑屬於一些稱為酵素(或酶)的蛋白質。所有的生物都具有數以千計的不同酵素,來驅動生命所必需的化學反應。其中有許多酵素是不對稱催化方面的專家,原則上,總是只生成兩個可能的鏡像中的一個。它們也並肩工作;當一個酵素完成反應時,另一個就會接管。通過這種方式,它們能以驚人的準確度建構複雜的分子,例如膽固醇、葉綠素或稱為番木虌鹼(strychnine)的毒素,它是我們知道的分子中最複雜的物質之一(我們將回到這一點)。

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由於酶是如此有效的催化劑,1990 年代的研究人員試圖開發新的酵素變體,以驅動人類所需的化學反應。一個致力於此領域的,是總部設在美國加利福尼亞州南部的斯克里普斯(Scripps)研究所中,由已故的巴爾巴斯三世(Carlos F. Barbas III)所領導的研究小組。李斯特在巴爾巴斯的研究小組中獲得了博士後研究員的職位,此時一個絕妙的想法誕生了,從而導致今年諾貝爾化學獎其中的一項發現。

李斯特跨出了盒外來思考

李斯特在研究催化抗體(catalytic antibodies)。通常情況下,抗體會附著在外來病毒或我們體內的細菌之上,但斯克里普斯的研究人員重新設計了它們,使得它們反而可以驅動化學反應。

在研究催化抗體期間,李斯特開始思考酵素實際上是如何的運作。它們通常是由數百個胺基酸所構成的巨大分子,除了這些胺基酸,很大一部分的酵素也含有能幫助驅動化學反應的金屬。但是 —— 這就是重點 —— 許多酵素在沒有金屬幫助的情況下,也能催化化學反應。此外,反應只是由酶中的一個或幾個單獨的胺基酸所驅動的。李斯特跳脫出盒外所問的問題是:胺基酸是否必須是酶的一部分才能催化一個化學反應?或者一個單獨的胺基酸或其它類似的簡單分子,是否也可以達成同樣的工作?

產生具有革命性的結果

他知道 1970 年代初就有人研究過,用一種名為脯胺酸的胺基酸作為催化劑 —— 但那是 25 多年前的事了。當然,如果脯胺酸真的是一種有效的催化劑,當然有人會繼續研究它吧。

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這或多或少是李斯特的想法;他認為沒有人繼續研究這一現像的原因,是發現效果不是特別好。 在沒有任何真正的期待下,他測試了脯胺酸是否可以催化一種「醛醇反應」(aldol reaction),將其中來自兩個不同分子的碳原子結合在一起。這只是一個簡單的嘗試,但令人驚訝的是,它立即奏效。

李斯特確定了自己的未來

通過他的實驗,李斯特不僅證明了脯胺酸是一種有效的催化劑,而且還認為這種胺基酸可以驅動不對稱催化反應。在兩個可能的鏡像產物中,其中的一個比另一個更易生成。

與之前測試脯胺酸作為催化劑的研究人員不同,李斯特了解它可能具有的巨大潛力。與金屬和酵素相比,脯胺酸是一個化學家夢幻的工具。它是一種非常簡單、廉價且環保的分子。當他在 2000 年 2 月發表他的發現時,李斯特將使用有機分子進行的不對稱催化,描述為一個具有很多機會的新穎概念:"這些催化劑的設計和篩選是我們未來的目標之一"。

不過他並不孤單,在加利福尼亞北部的一個實驗室裡,麥克米蘭也在朝著同樣的目標努力。

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麥克米蘭將敏感的金屬拋諸腦後

兩年前,麥克米蘭剛從哈佛搬到加州大學伯克萊分校。他在哈佛曾致力於改善使用金屬的不對稱催化反應,那是一個受到許多研究人員關注的領域,但麥克米蘭注意到,為何研究人員開發的催化劑在工業界卻很少使用?他開始思考原因,並認為那是因為敏感的金屬使用起來很困難,而且太貴了。一些金屬催化劑所要求的無氧無濕氣的條件,在實驗室中運作相對簡單,但要在這種條件下進行大規模工業製造是很複雜的。

他的結論是,如果要讓他正在開發的化學工具有用,他需要一個新的思維。所以,當他搬到伯克萊時,他把金屬拋在腦後。

開發了一種型式更簡單的催化劑

取而代之,麥克米蘭開始設計簡單的有機分子 —— 就像金屬一樣 —— 可以暫時提供或容納電子。在這裡,我們需要定義什麼是「有機分子」 —— 簡而言之,那是建構所有生物的分子。他們擁有一個穩定的碳原子骨架,各種活性化學基團可附著在這個碳骨架上,它們通常含有氧、氮、硫或磷。

因此,有機分子是由簡單而常見的元素組成,但是,取決於它們是如何組合在一起的,它們可以具有複雜的性質。麥克米蘭的化學知識使得他認為,若要用有機分子來催化他感興趣的反應,它需要能夠形成一個「亞胺離子」(iminium ion),這個離子包含了一個氮原子,而且對電子具有天生的親和力。

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他選擇了幾種具有正確特性的有機分子,然後測試了它們驅動狄耳士-阿德爾(Diels-Alder)反應的能力,化學家用這個反應來建構碳原子環。正如他所期盼並相信的那樣,它們運作得非常出色。其中的一些有機分子,在不對稱催化方面的表現也很突出。在兩個可能的鏡像產物中,其中一個佔了 90% 以上。

麥克米蘭創造了有機催化一詞

當麥克米蘭準備發表他的結果時,他意識到自己發現的催化概念需要一個名字。事實上,研究人員雖早已成功地使用有機小分子催化化學反應,但這些都是個別單獨的例子,沒有人意識到這種方法可以被推廣。

 麥克米蘭希望找到一個術語來描述這個新方法,如此一來其他研究人員就能夠理解,尚有更多有機催化劑仍未被發現。他的選擇是「有機催化」(organocatalysis)。

於 2000 年 1 月,就在李斯特發表他的發現之前,麥克米蘭送出了他在科學期刊上發表的原稿。文章中的引言寫著:

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"在此,我們介紹了一種新的有機催化策略,而我們預計這個新策略將適用於一系列的不對稱轉化。"

有機催化應用的蓬勃發展

李斯特和麥克米蘭各自獨立地發現了一個全新的催化概念。從 2000 年至今此領域的發展幾乎可以比擬為淘金熱,其中李斯特和麥克米蘭保持著領先地位。他們設計了大量廉價且穩定的有機催化劑,可用於驅動各式各樣的化學反應。

有機催化劑不僅一般由簡單分子組成,在某些情況下 —— 就像自然界的酵素一樣 —— 它們可以在輸送帶上工作。以前,在化學生產過程中,需要對每個中間產物進行分離和純化,否則副產物的量會太多,這導致了在化學合成的每個步驟中都會有一些物質損失。

有機催化劑的寬容度則比較高,因為相對而言,合成過程中的幾個步驟可以連續進行,這稱為串級反應(cascade reaction),可以減少許多化學合成中的浪費。

番木虌鹼的合成效率提高了 7,000 倍

一個有機催化使分子建構更有效率的例子,是合成天然且極其複雜的番木虌鹼分子。許多人會從謀殺案件小說女王阿加莎・克莉絲蒂(Agatha Christie)的書中認出番木虌鹼。然而,對於化學家來說,番木虌鹼的合成就像一個魔術方塊:一個步驟越少越好的挑戰。

在 1952 年首次合成出番木虌鹼時,需要經過 29 種不同的化學反應步驟,只有 0.0009% 的起始物被轉換成產物,剩下的都浪費掉了。

到了 2011 年,研究人員能夠使用有機催化和串級反應,在僅僅 12 個步驟中建構番木虌鹼分子,生產過程的效率提高了 7,000 倍。

有機催化在藥物生產中最為重要

有機催化對經常需要不對稱催化的藥物研究產生了重大影響。在化學家可以進行不對稱催化之前,許多藥物分子都含有兩個鏡像的異構物。其中一個是有活性的,而另一個可能有時會產生不良的影響。一個災難性的例子是 1960 年代的沙利多邁(thalidomide)醜聞,沙利多邁藥物分子的一個鏡像,導致數千個發育中的人類胚胎產生嚴重畸形。

使用有機催化,研究人員現在可以相對簡單地製造大量不同的不對稱分子。例如,他們能以人工方式來合成具有治療潛力的物質,否則就只能從稀有植物或深海生物中,分離出微量的相同分子進行研究。

在製藥公司,這種方法還用於簡化已知藥物的生產。這方面的例子包括用於治療焦慮和抑鬱的帕羅西汀(paroxetine),以及用於治療呼吸道感染的抗病毒藥物克流感(oseltamivir)。

簡單的構想往往是最難設想的

我們可以很簡單地舉出數千個如何使用有機催化的例子 —— 但為什麼沒有人更早提出這種簡單、綠色且廉價的非對稱催化概念?這個問題有很多答案,其中一個是簡單的構想往往是最難設想的。我們的觀點被這個世界應該運作的模式,先入為主且強烈地遮蔽了,例如只有金屬或酵素才能驅動化學反應的想法。李斯特和麥克米蘭成功地打破了這些先入為主的想法,找到了困擾化學家數十年問題的巧妙解方。因此,有機催化劑才能夠 —— 在此時此刻 —— 為人類帶來莫大的裨益。

參考資料

諾貝爾化學獎譯文_96
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「諾貝爾化學獎專題」系列文章,為臺大化學系名譽教授蔡蘊明等譯者,依諾貝爾化學獎委員會的新聞稿編譯而成。泛科學獲得蔡蘊明老師授權,將多年來的編譯文章收錄於此。 原文請參見:諾貝爾化學獎專題系列

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  1. PC鏡板(一些較大的書店或美術行有賣,價格70-100之間)
  2. 200P西卡紙(這種厚度的比較好塑形)
  3. 雙面膠
  4. 美工刀
  5. 膠帶

製作流程

1. 於PC鏡板背後做切割標記

2

2. 切割PC鏡板

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3. 稍微使用美工刀劃開黃色虛線處(有兩條,方便之後彎折)

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4. 將切下的PC鏡板,沿剛才劃開的兩條線折成一個正三角形(頂部用膠帶固定)

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5. 切割200P西卡紙做鏡筒(8.5cm是為了符合相機鏡頭圓周長以及預留黏合邊,7.2cm是留黏合邊讓相機跟萬花筒鏡頭相接)

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PS: 鏡頭直徑2.5cm,圓周長大約7.85cm

6. 將裁好的西卡紙捲成圓柱,用雙面膠固定(捲成比相機鏡頭大一些,剛好可以卡上去)

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7. 將三角鏡放入圓紙筒中,並塞入廢紙,固定其三頂點(這樣做可以藉由廢紙厚度,調整三角鏡於筒中的位置)

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8. 安裝萬花筒鏡頭於相機上(稍微用雙面膠或保麗龍膠固定)

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後來突然想到可以拍蝴蝶,結果意外的,蝴蝶幻化成花!!!

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生活應用:

萬花筒利用的是,多次反射來達到絢麗的視覺效果。像印度為了讓大家養成將垃圾隨手丟入垃圾桶的習慣,就設計出垃圾萬花桶(Cleanoscope),每當有人丟進新垃圾後就會出現不同的景象。

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馬路上看到的反光器也是利用到多次反射的原理

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(credit: CC by Bidgee@wikipedia)

它是藉由三個互相垂直的平面鏡,組成角反射器,讓射向三鏡的光線反向射回(如下圖)

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(credit: CC by Chetvorno@wikipedia)

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人類的太空任務中,角反射器也曾經應用在測量準確的月-地距離
阿波羅十一、十四、十五號在月球上曾裝上回向反射器(由許多角反射器為單位組成,下圖為阿波羅十五號的回向反射器)

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它是藉由反射地球上發出的雷射光,測出月球與地球之間的距離
(回向反射器詳細資料可參考:Lunar Retroreflectors Lunar Laser Ranging experiment

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邱文凱
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相信著 "以人化物" 器物再美,缺乏人的溫度,終將不完美 而若多一分人性的溫暖,便能包容原先器物的小缺陷 這是設計科學小物的初衷 希望這些東西能充滿著溫暖,無論是手心的亦或是內心的

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從身高就能看出陰莖有多長?關於陰莖長度的那些事
miss9_96
・2020/06/18 ・1763字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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  • 以下文章以陰莖的相關研究為主題,請斟酌觀看。

「身高越高,陰莖越長;體重越重,陰莖越短1。」我們都多少有耳聞過男性的陰莖長度可以透過身高、耳垂,或腳的大小,來進一步推測2。咦(大驚),這是真的嗎?身高、體重、腳掌大小等真的跟陰莖的長度有關係嗎?

眾人非常有實驗精神的在討論陰莖長短(並不是)圖/wikipedia

陰莖平均有多長?能從外表看出來嗎?

自古以來,人類就對「如何從外觀,判斷陰莖長短」相當熱衷。相關統計最早可追溯到 1899 年,當時的科學家透過統計發現,身高和陰莖長度成正相關(r=0.44, p<0.01)2。然而,這已經是相當古早以前的報告,怎能代表堂堂的現代男子呢?

為了解開這個謎團,義大利科學家徵召了 3,300 名 17-19 歲的男性,於 2001 年發表了共同研究1,統計結果如下:未勃起且未拉直的陰莖長度中位數是 9 公分,而未勃起且拉直後的陰莖長度中位數是 12.5 公分 註1。只有 2.5% 的男性在未拉伸時短於 4 公分,拉直後仍短於 7 公分註2

中位數 2.5百分位數 97.5百分位數
未勃起、未拉直 9 公分 4公分 12.5公分
未勃起、拉直後 12.5公分 7公分 17公分
  • 來個對比物:新上市的 iPhone SE2,長度為 13.8 公分

團隊再細究身高、體重和陰莖長度之間的關係發現1:不論是未拉直或是拉直後的陰莖長度,都與身高呈正相關,而與體重和 BMI 呈負相關。

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換言之,在這份統計當中我們可以知道:身高越高,陰莖越長;體重越重,陰莖越短(蓋章!)。

不過關於陰莖長度與其他身體部位關係的研究不只這一起。1993 年的加拿大團隊發現,陰莖長度和腳掌大小間,也有相關性!腳掌越長、陰莖越長;儘管是微弱的相關性,但仍具統計意義(r = 0.27, p <0.02)2(嗯哼~想買大一點的鞋子了嗎?)。

陰莖長度和腳掌大小間也有相關性。圖/wikimedia

而在 2015 年,英國研究蒐集過往 17 篇研究、15,521 位全球男性的資料。結果顯示,未勃起的陰莖長度平均為 9.16 公分;勃起後長度為 13.12 公分。從分布來看,100 位男性中,只有 5 位勃起後的陰莖長度超過 16 公分4。BUT,理想與現實總是有差距,特別是問男性自己的陰莖有多長的時候……

顯然實際的陰莖長度,與鄉民們的三十公分有相當大的差距。那到底是鄉民們真的特別雄偉,還是其實是⋯⋯特別有想像力呢?

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有了性經驗,就覺得自己好長好長?

男性幻想裡的陰莖尺寸只有三種:大、超大、大到連門都走不出去3

研究發現,男性心目中的「理想陰莖長度」比實際的平均尺寸,更長3(相當不意外呢XD);且根據調查,近七成的異性戀男性希望自己的陰莖更大 3 註3(不意外 combo)。那男性對於自己陰莖大小的自我判斷和什麼因素有關呢?

男性對自己陰莖大小的自我評估,似乎和自信有關係。圖/plurk.com

2019 年在《性與婚姻治療期刊(Journal of Sex & Marital Therapy)》的一篇研究,召集了大學生們(多數為白種人),請他們「自己的陰莖長度自己填」。有趣的是,有性經驗的男性,所填報的勃起長度,遠高於客觀數值(過往文獻中,由研究人員量測、非受測者自評的平均值),分別是 6.62英吋/16.8 公分(自己填)和 5.36 英吋/13.6 公分(客觀平均值)3。而沒有性經驗的男性,在自我填報時,明顯謙虛、實際許多(5.67 英吋/14.4 公分)。

這群有性經歷的男性中,有三成自稱有超過 7 英吋(約 17.8 公分),更有 10% 的大學生自稱擁有超過 20 公分的陰莖(8英吋) 3。有趣的是,研究團隊也發現,社交滿意度高的男性,比其他人更容易報告自己擁有更大的陰莖。

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男性啊~你真是種自我感覺超良好的生物呢~

  • 註1:長度的定義為陰莖背側、陰莖尖端至底部連接恥骨皮膚的量測距離
  • 註2:短小陰莖(Micropenis),定義為陰莖長度在 2.5 個標準差。資料來源:尺寸不重要 合適才重要 有愛最重要。台灣男性學醫學會
  • 註3:陰莖增大手術平均只增加 1~2 公分的長度及 2.5 公分的圓周長。資料來源同註2

參考文獻

  1. R Ponchietti, N Mondaini, M Bonafè, F Di Loro, S Biscioni, L Masieri (2001) Penile Length and Circumference: A Study on 3,300 Young Italian Males. European Urology. DOI: 10.1159/000052434
  2. Kerry Siminoski MD & Jerald Bain BSc Phm, MD, MSc (1993) The relationships among height, penile length, and foot size. Annals of sex research. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00849563
  3. Bruce M. King, Lauren M. Duncan, Kelley M. Clinkenbeard, Morgan B. Rutland & Kelly M. Ryan. (2019) Social Desirability and Young Men’s Self-Reports of Penis Size. Journal of Sex & Marital Therapy. DOI: https://doi.org/10.1080/0092623X.2018.1533905
  4. 鄉民的標配是30公分,那人類的陰莖平均到底是多長?泛科學。2015/03/05
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miss9_96
170 篇文章 ・ 1003 位粉絲
蔣維倫。很喜歡貓貓。曾意外地收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學作家、科學月刊作家、故事作家、udn鳴人堂作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 商業邀稿:miss9ch@gmail.com 文章作品:http://pansci.asia/archives/author/miss9