女生的大腿橘皮困擾，想要有光滑的腿這麼難？

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

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。

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 奈米或 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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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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本文轉載自食藥好文網

• 文／周怡廷（高雄醫學大學生理學研究所畢業）

這段詩是否說中你的心事？是否你也卡在靈魂與脂肪之間，成了不得已的胖子？

各樣影視作品中，諸多男神女神以規格化的美，行銷了某些身材的樣板，成效極佳。行走人間，很容易就聽見人們在討論胖瘦，瞧見路上哪家診所也開了減重門診，或者被一家又一家健身房的廣告襲擊。

然而，飽餐一頓以後，站上體重計，哀號自己又胖了的時候，是否想過——你真的胖嗎？究竟體重多重才夠資格被稱為「胖子」？

何為「肥胖」

「肥胖」這件事，其實是有官方定義的。世界衛生組織（World Health Organization）以身體質量指數（Body Mass Index，BMI）［體重（公斤）／身高 ²（公尺 ²）］作為體位是否過重或肥胖的基準 ^[2]。衛生福利部公布了以 BMI 值為基準的國人體位定義 ^[3]：18 歲以上成年人的 BMI 值，低於 18.5 為過輕；達到 18.5 以上而小於 24 為正常；達到 24 而小於 27 為過重；達到 27 才稱之為肥胖。

BMI 值可作為判斷是否過重或肥胖，最初階、最簡單的標準。然而，BMI 值落在標準區間，並不代表體位也必然在標準區間。事實上，論到體位、身形，還應留意「身體組成」（body composition）。人體的組成成分從分子層面看，由多至寡包括水分、脂肪、蛋白質及礦物質 ^[4]。其中最引人注目的，便是脂肪。除了因為脂肪是在不同個體間差異最大的組成成分，也因為脂肪量過高與許多疾病的罹病率和死亡率有正相關。腰圍由於能反映腹部脂肪的多寡，亦成為衡量是否肥胖的重要指標。

肥胖的流行病學

依據國健署委託之國民營養健康狀況變遷調查研究 ^[5]，臺灣從 2017 到 2020 年間，19 歲以上，BMI 值達 27 以上，即依體位定義屬於肥胖者，佔了 23.9%；若再將腰圍考量進來，19 歲以上腰圍過大者（男性達 90 公分以上、女性達 80 公分以上）就佔了 50.1%。

肥胖為多種疾病的危險因子

就算不考慮外在的美醜，過重或肥胖也與健康逃不了關係。依據全球疾病負擔（Global Burden of Disease, GBD）的資料，全球與高 BMI 值有相當關聯之疾病（如心血管疾病、糖尿病、惡性腫瘤等）所造成的失能調整後生命年（disability-adjusted life year, DALY）與死亡人數，2017 年已增至 1990 年的兩倍以上 ^[6]。肥胖在全球已是造成包括心血管疾病、非酒精性脂肪肝、糖尿病和部分癌症等慢性疾病負擔的主要成因之一 [7]。而腹部脂肪的堆積與許多肥胖相關之併發症的發生甚至死亡率有關。

減重的方式——控制飲食

因此，為了身體健康，若是 BMI 值或腰圍達到肥胖的標準，還是要尋求合適的方式進行減重。最為眾人所熟知的減重方式，是藉著少吃，減少身體對熱量的攝取。坊間推出了各式各樣的斷食法、林林總總聲稱對減重有幫助的食品，為許多需要減重的朋友提供了各樣的選項。惟提醒民眾，減重宜採取限制熱量且營養均衡的飲食，三餐定時定量，對於六大類食物要適量攝取，避免激進斷食，造成身體的傷害。

運動的重要

體重管理的關鍵，在於人體攝入之能量與消耗之能量間的平衡，儘管節食或斷食有助於減輕體重，體重減輕後，身體的基礎能量消耗也會隨之降低 ^[11]，造就減重瓶頸或復胖的發生。若希望減重效果能長久維持而不復胖，養成運動習慣也非常重要。有許多文獻證實，若每週能進行 200 至 300 分鐘中度到劇烈的運動（這絕非指每週僅運動一次，每次持續 3 至 5 小時，而是每週運動時數的總和），有助於長期穩定的減重 ^[12]。

健康生活習慣是關鍵

生活習慣也與減重能否成功有密不可分的關係。人體的晝夜節律系統和代謝系統間有著緊密的相互作用 ^[13]。因此，當晝夜節律失調（比如經常要於不同地區的不同時差間來往，或由於工作型態，需輪流值夜班者，皆容易有晝夜節律失調的問題），身體的代謝能力便會受損，因而導致肥胖或第二型糖尿病等問題。是以，若能養成固定的作息與規律的進食習慣，亦可預防肥胖與協助減重。

有研究指出，無論 BMI 值是高是低，養成健康的生活型態（包括每日攝取至少 5 種蔬菜或水果、每月規律運動 12 次以上、適度飲酒［女性每日飲用 1 杯、男性每日飲用 2 杯］，以及不吸菸）皆有助於降低罹病與死亡的比例 ^[14]。若能維持健康的每日作息與生活習慣，無論體重是否降到你心目中理想的範圍，都能裨益於整體健康，也會使你更有活力。

利用手術或藥品減重可能面臨的風險

無論透過節食、運動或改變生活習慣來執行減重，都需要有強大的意志力，因此，一些總「卡在靈魂與脂肪之間」的朋友們，便試圖求助於手術或藥品。透過手術來協助減重的方式包括胃繞道、胃縮小、胃束帶、胃內水球手術等 ^[15]，皆是藉由改造胃腸道，來減少熱量的攝取。如有接受減重手術之需求，應就個體整體健康狀況與可能面臨的風險，與醫師審慎討論後再作決定。

也有藉由抽脂手術去除腹部脂肪的減肥方式，但近年也有愈來愈多接受抽脂手術後內臟穿孔的案例 ^[17]，要接受此類手術，務必慎選醫療院所。此外，研究也顯示，抽脂手術雖可去除腹部的皮下脂肪，但無法顯著改善包括胰島素阻抗（insulin resistance）等與肥胖有關的代謝異常 ^[18]。若是想透過減重來改善健康狀態，老老實實地調控飲食、改善生活作息、規律運動，效果還是較長遠。

人體本身有許多由腸胃道、肝臟、胰臟或脂肪組織所分泌，調節食慾或飽足感的激素，其作用於大腦，促使我們想要吃東西或因感到飽足而決定毋需進食。許多減重藥品便模擬這些激素的分子機制開發出來。然而，服用這些藥品也可能引發心血管不良反應、自殺風險增加，或導致藥品依賴或濫用等副作用 ^[19]。

想利用藥品來減重者，應留意切勿使用來路不明之減肥藥品，也別自行上網購買處方藥品。國內的藥害救濟申請條件為「遵照醫師處方或藥師指示下，使用合法藥品，卻發生嚴重的藥物不良反應」方可申請。若是未經醫師診斷而擅自購買及服用處方藥品，除了極可能因著對其正確之用量、用途、禁忌及副作用缺乏瞭解而造成對身體的傷害，倘發生嚴重不良反應，亦無法申請藥害救濟。如有任何用藥問題，還是要諮詢專業醫療人員，千萬別使用來路不明之藥品，以免沒有達到效果外，又傷身。

參考資料

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鯨的季節性遷移除了育兒外，可能還有「換膚」一途。

鯨類的季節性遷徒

鬚鯨及齒鯨季節性遷移的原因，向來是科學家們想要解開的謎團之一。牠們每年往返於極地水域的攝食場（feeding ground）及赤道地區的育幼場（breeding ground），距離極遠。以鬚鯨亞目底下的座頭鯨為例，來回的移動距離可達 18,840 公里。

過去，學者認為鯨類遷徒的主因是育幼——新生幼鯨的皮膚尚不能抵禦極區的嚴寒環境，牠們會在溫暖的熱帶海域生產，待小鯨魚發育完全，再返回食物量充足的極地。然而在極地虎鯨的長途遷移中，部分鯨魚並未出現生產或育幼的行為，往返時間更是僅花費了短短 42 天（通常為數個月）。

這顯然與學界長久以來「冷冷食有飽，熱熱較好生」（feed-in-the cold, breed-in-the-warmth） 的假說相悖。

對此，海洋生態學者羅伯特．皮特曼（Robert Pitman）提供了新的看法。

來去溫暖海水「去角質」？

研究團隊在南極水域的四種虎鯨身上放了 62 個衛星標籤、持續追蹤八個夏季後，注意到在這 9,400 公里的長距離遷徒（由南極到南大西洋西部）中，虎鯨的「膚質」有了頗大的變化。虎鯨在南極時身上通常覆有黃色的矽藻薄膜，而在其它地點的鯨身卻很乾淨。

人類去角質，鯨魚當然也要換膚。事實上，鯨魚和人類一樣會持續性地代謝表皮細胞，但寒冷的極圈環境不利於鯨類蛻皮。皮特曼認為，這可能和虎鯨為了在極冷環境下生存所發展出來的特殊機制——透過減少流向外層皮膚的血液量來維持體溫——有關。若虎鯨流向皮膚的血液變少，牠的體溫便會降低，造成皮膚細胞減少或停止增值、防止脫落。

無法正常生長與代謝的皮膚促成矽藻堆積，然後變得越來越厚。

蛻蛻皮，抗抗菌！

就像我們角質堆積會讓膚色黯沉，厚厚的微矽藻堆積在鯨魚皮膚表面，不僅會讓皮膚變黃，還會孳生有害細菌，對健康產生危害。於是乎，定期的「去角質」對鯨魚來說可就非常重要了。要想恢復原本光滑透亮的皮膚，虎鯨們只好動身前往溫暖的中低緯度海域，來場舒舒服服的換膚之旅。

2012 年曾有學者提出，為了在南極寒冷的海水中保存熱量，虎鯨會將血液從皮膚中轉移出來，降低皮膚細胞的再生率；而當回到溫暖水域，提升的新陳代謝就能促成蛻皮。

皮特曼的研究結果似乎和此不謀而合，但要進一步擴大解釋為「所有鯨魚的遷徙都是為了蛻皮」，又為時過早。目前只能證實蛻皮對鯨魚的重要性，而非蛻皮與遷徙的絕對關連——畢竟不同種類的鯨魚可都有著不同的生物習性呢。

參考資料

• Scientists say they’ve cracked the mystery of why whales migrate—and it’s all about healthy skin