別傻了，膝蓋軟骨可沒那麼容易再生！—《科學月刊》

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

阿 Q 為了救回被黑暗料理界綁架的父親，與小當家一行人前往樓麟艦，接受黑暗料理界所下的戰帖，展開四回合的宴席料理戰。第一回合的對決主題是「湯」，自告奮勇擔任先鋒的阿 Q，以「彈跳甲魚湯」這道料理，漂亮地戰勝錦毛虎駱可的頂級雞湯。

彈跳甲魚湯因為凝固成魚凍不會灑出來，評審們紛紛驚嘆這是需要嚼的湯？為什麼會變成這樣呢^[1]？

甲魚即是鱉，在亞洲經濟、營養價值皆高

甲魚其實就是鱉，又名圓魚、團魚或王八，是一種高經濟價值的水產養殖物種，其肉、 血、膽、脂肪，甚至是甲殼皆可以被利用。

中華鱉（Pelodiscus sinensis 或 Trionyx sinensis）目前是亞洲最普遍的品種，主要分布於中國大陸，其次為日本、臺灣、韓國、馬來西亞和泰國等，估計阿 Q 就是拿中華鱉去料理的。

鱉在部分亞洲國家已經有很長的食用歷史，大多是當作食物或傳統藥材使用，中國明朝《本草綱目》中記載「鱉甲乃厥陰肝經血分之藥，肝主血也。試常思之，龜鱉之屬，功各有所主。鱉色青入肝，故所主者，瘧勞寒熱，痃瘕驚癇，經水癰腫陰瘡，緣厥陰血分之病也。」，說明鱉具有滋陰潛陽、清熱消淤等多種漢方保健效果。

當然，鱉肉營養價值的確很高，其肉質細嫩、味道鮮美、營養豐富，是蛋白質、膠原蛋白和礦物質良好的來源。成分包含 20 種必需胺基酸、EPA、DHA 和其它不飽和脂肪酸，豐富的微量元素包含鋅、錳、鐵、銅、鈣、磷、維生素 A、B1、B2 及 D 等^[2]。

凝膠性是蛋白質重要的功能特性之一

這就不得不說明，蛋白質的功能特性。

蛋白質是細胞重要的組成分，人類從食物中攝取蛋白質，不外乎就是為了補充營養上所需的必需胺基酸。

但是蛋白質在食品的應用上，具有一些功能特性，例如凝膠性（gelation）、黏彈性（viscoelasticity）、乳化性（emulsification）或起泡性（foaming）等，這些特性在生活中隨處可見，舉例來說：

做麵包時，將麵粉（小麥蛋白）加水攪打成具有彈性的麵團，就是黏彈性；製作蛋黃醬時，將蛋黃跟醋酸、沙拉油這兩樣油水不溶的材料均勻混合在一起，就是乳化性；做蛋糕時，將蛋白打發成乾性發泡的蛋白霜，就是起泡性。

而彈跳甲魚湯所牽涉到的蛋白質功能特性，就是凝膠性。

蛋白質凝膠，是變性的蛋白質分子在一些作用力包括氫鍵、疏水交互作用或靜電斥力交互作用等影響下，蛋白質分子互相聚集、吸引或排斥達成平衡，以至於形成能保持大量水分的高度有序之三度網狀結構，是一個動態的過程^[3]。

彈跳甲魚湯會凝膠是因為明膠

鱉所富含的「膠原蛋白」是彈跳甲魚湯「凝膠」的關鍵，鱉肉經過長時間的熬煮，膠原蛋白轉變成「明膠」，靜置冷卻後便凝固成果凍狀，是一種肉凍料理^[4]，像豬肉凍、水晶肴肉都是類似的料理。

P.S. 鱉的脂肪也有可能影響到這道料理的形成，但並非主因，本文為避免複雜，就不再探討脂肪的食品化學。

明膠（gelatin）為膠原蛋白（collagen）熱變性後的產物，大量存在脊椎動物中，動物性蛋白質約有 30% 是由膠原蛋白構成，含量會隨著年紀及季節的不同而改變，存在腱、皮膚、骨、血管、結締組織等^[5]。

膠原蛋白係由三條多胜肽鏈 (polypeptide chain) 相互纏繞而成的三股螺旋結構，多胜肽鏈上以甘胺酸（glycine, Gly）為最豐富的胺基酸，約佔 33%，其次為 13% 羥脯胺酸（hydroxproline, Hyp）、 12% 脯胺酸（proline, Pro）、11% 丙胺酸（alanine, Ala），以及稀有之 1% 羥離胺酸（hydrolysine,Hyl）等^[4]。

這三條多胜肽鏈相互以氫鍵緊密纏繞連結，如同堅韌的繩索一般，所以肉的膠原蛋白含量愈多時，肉質就較硬。不過當以攝氏 40 度以上加熱時，膠原蛋白分子間的氫鍵被打斷，破壞三股螺旋結構，即轉化為水溶性之明膠^[5]。

而明膠冷卻後，分子間再度以氫鍵鍵結而「凝膠」形成果凍狀，這個凝膠只要再加熱破壞分子間氫鍵，又會恢復成流動狀，是熱可逆反應。

吃膠原蛋白不能補膠原蛋白？

膠原蛋白是維持人體肌膚彈性的要素之一，隨著年紀增長，皮膚真皮層的膠原蛋白含量減少，令愛美女性在意的皺紋就會出現。

那喝彈跳甲魚湯，或是香甜滑溜的銀耳湯，可以幫助我們補充膠原蛋白嗎？

事實上，膠原蛋白本來就是人體可自行合成的物質，以不同的形式存在於皮膚、骨骼、軟骨、韌帶、肌腱、血管壁和結締組織等部位，並不需要額外補充。

不管是從食物攝取，或是吃膠原蛋白補充品，一樣都會經過人體消化作用，變成小分子的胺基酸，未必能在體內重新合成膠原蛋白^[7]。

且豬腳、雞爪要是吃過量，反而容易攝取到過多的油脂與熱量，不但沒達到美容效果，還導致肥胖。

銀耳是植物，植物不含膠原蛋白

另外，許多女性喜愛的銀耳湯，其實是不含膠原蛋白的。

許多人以為，滑溜溜的銀耳含大量的膠原蛋白，事實上，膠原蛋白多存在於動物中，植物不含膠原蛋白。銀耳屬於蔬菜類中的菇類，那滑溜的口感是來自於「多醣體」。

銀耳含有豐富的多醣體，屬於水溶性纖維，能吸收水分、增加飽足感、延緩血糖上升，同時也是腸道好菌的食物來源。

只要均衡飲食、適量攝取蛋白質、少吃高油炸食物、補充維生素 C 或維生素 E 等抗氧化物質，並且生活作息正常，就能減少體內膠原蛋白的流失，達到維持肌膚彈性的目的^[8]。

參考資料

1. Muse木棉花，2021。中華一番(舊版小當家) 第36話【阿Q特製！冷卻煮凝湯】。
2. 陳思宇，2008。甲魚 (中華鱉) 蛋理化特性之探討。輔仁大學食品科學系碩士論文。新北。
3. 劉展冏、韓建國、劉冠汝、李嘉展、虞積凱、孫芳明、蘇敏昇、馮惠萍、謝秋蘭、饒家麟、梁弘人、林聖敦、江伯源、李政達、盧更煌、周志輝，2020。最新食品化學（最新修訂版）。於陳建元修編，顏國欽總校閱。臺中市：華格那出版有限公司。
4. 唐嘉憶，2006。明膠作為配料利用添加於肉凍製品之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。
5. 黃鈺茹、蕭泉源，2011。不同水生生物來源所得之膠原蛋白物理與生物化學相關特性。海大漁推 41，17-52。
6. Woodhead-Gallowy J. 1980. Collagen: the Anatomy of a Protein. Journal of Anatomy 132: 3 433-437.
7. 衛生福利部食品藥物管理署，2015。市面上有許多含膠原蛋白的保養品，請問真的能有效維持肌膚彈性嗎？。食藥闢謠專區。
8. 衛生福利部食品藥物管理署，2022。滑溜溜的銀耳湯，真的能補到妳的膠原蛋白嗎？。藥物食品安全週報 876：7。

只有金屬會導電？

怎麼樣的材料能導電？這個問題的答案或許將永遠改寫。

芝加哥大學的研究團隊發現了一種新的合成材料，擁有塑膠般柔軟的非晶體結構，同時又有金屬般的導電性質。

講到導體，首先會想到的是老字號的金屬家族。金銀銅鐵這類材料是由單一金屬原子排列成整齊的晶格，自由電子可以穿梭其中。大約從十八世紀開始，科學家便知道常見的金屬可以用來傳導電荷，並將物質分為導體和橡膠這類的絕緣體。利用金屬電纜和元件，人們打造了公共電力網和電力火車頭，將人類社會帶進了電氣時代。

相隔許久後，二十世紀後半幾次意外的實驗讓科學家發現聚乙炔這種高分子聚合物在摻雜了些許碘原子之後，也能表現出良好的導電性。這完全顛覆了人們對於導體的認知：

原來除了金屬材料之外，塑膠聚合物也可以作為導體。

和傳統無機材料比起來，導電聚合物的製程簡單便宜，也有較好的可塑性，被俗稱為「導電塑膠」。這種突破性的材料帶來了新一波的電子產品，像是有機發光二極體（OLED）螢幕、有機太陽能電池、以及有機半導體科技等等。

儘管有著導電塑膠的響亮名號，但是導電聚合物和金屬導體一樣，都有緊密整齊的晶格結構，讓特定能量的電子可以順暢地流通。事實上，現代的固態理論認定固態材料必須要有這些整齊排列的晶格，才能有效地傳導電力。像是玻璃、黏土、橡膠這些結構無序的非晶體材料則肯定無法導電。

再一次超越想像，無序材料也能導電

不過芝加哥大學博士生 Jiaze Xie（現為普林斯頓大學博士後研究員）近期發現了另外一種可能性。他選擇了 TTFtt 這種高分子作為嘗試的目標。TTF 結構本身在數年前就已經被發現可以作為導電高分子的組成單元，但因為合成技術困難，並沒有受到研究圈的關注。Jiaze Xie 將鎳原子鑲在碳原子和硫原子組成的長鏈上，合成出全新的 NiTTFtt，開始了一系列的實驗。

在實驗室中，NiTTFtt 展現了不錯的導電性。但最令人驚訝的是，X 射線繞射結果顯示它的分子結構是無序的，沒有整齊的晶格結構。它是一種理論上不該存在的「無序高分子」導體。

事實上，NiTTFtt 的質地就像是小朋友的玩具黏土一樣，只要將一坨 NiTTFtt 黏在電路上，就可以開始導電。這表示它有著幾乎無人能敵的可塑性。除此之外，它還十分的穩定。實驗人員將它加熱到攝氏兩百多度、放在潮濕的空氣中幾十天、在它身上滴強酸強鹼，想盡各種方式考驗它，但它的導電性在各種條件下幾乎都能保持穩定，顯示其實際應用的潛力不容小覷。

這種被現有理論排除的材料為什麼有辦法存在呢？研究團隊利用掃描式電子顯微鏡和 X 光繞射的探測結果建構出了下圖的原子結構模型，企圖對這種前所未見的材料提出解釋。

以每個綠色的鎳原子為基準可以看出一個個扁平的組成單元。他們首先組成長長的一維長條（左），平行堆疊成千層派一樣的結構（中），並橫向排列形成立體的材料（右）。注意到每個長條排列的方向雖然一樣，但是並不需要有規律的秩序。

透過理論計算和電腦模擬，研究團隊發現長條之間即使經過平移或是扭曲，電子活動的範圍還是能維持足夠的重疊，讓電子能夠穿過不規則排列的千層派結構。也就是說，NiTTFtt 的特殊原子結構使得其導電性能在非結晶結構下屹立不搖。

獨一無二的特性，或許可以帶來更多的突破

NiTTFtt 獨一無二的材料性質顛覆了固態物理的既有認知，讓這份研究登上了《自然》期刊。由於電子產品是如此無所不在，任何關於導電材料的發展都會帶來無限的可能性。NiTTFtt 的可塑性以及耐溫耐濕耐酸鹼的超人特性開啟了許多傳統導體無法想像的機會。

研究團隊向全世界示範了有機分子只要有適當的結構，就可以在非結晶排列下維持金屬般的導體性質。他們也期待「無序高分子」導體能夠像金屬導體和導電聚合物兩位大前輩一樣，為人類社會帶來革命性的科技突破。

參考資料

• Scientists discover material that can be made like a plastic but conducts like metal
• 10.1038/s41586-022-05261-4