黑腹浮鷗在魚塭區集結出海

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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本文由 國立海洋生物博物館 委託，泛科學企劃執行

愛吃海鮮存在台灣人的 DNA 中，無論是巷口虱目魚粥的風味，或是夜市裡的炸蚵嗲攤都是許多人的心頭好，想著想著，乾脆週末揪一團去熱炒店大啖肥嫩的龍虎斑好了！

你知道嗎？這些餐桌上的海鮮佳餚都是來自水產養殖！多數人對水產養殖的印象，好像只停留在魚塭池和打水馬達，到底養殖漁業在養什麼？養魚有什麼眉眉角角，泛科學專訪台灣大學漁科所王永松老師來為大家解答。

台灣養殖漁業產值佔漁業總產值四成

台灣人愛吃海鮮其來有自，台灣位在全球最大的大陸棚邊緣，又有黑潮通過，所以漁獲量多、魚種多樣性也高。除了遠洋近海魚業外，養殖漁業也相當發達。去（2018）年台灣水產養殖產量高達 28.3 公噸，產值高達369 億元，佔台灣漁業總產值的四成^註1。

水產養殖包含觀賞魚養殖及食用魚養殖，本文主要討論食用面的水產養殖。食用魚養殖根據養殖的水質和地區分為：淡水魚塭、鹹水魚塭及海面養殖三大類。

淡水養殖與鹹水養殖都是在內陸設置魚塭，常見淡水養殖有鰻魚、泰國蝦、吳郭魚；鹹水養殖包括石斑魚、虱目魚。海面養殖則是將魚塭設於海上，像是箱網養殖或淺海養殖，牡蠣、文蛤和海鱺都屬此類。

台灣魚塭主要分布在雲林、嘉義和台南，不同魚種的養殖方式不同，以下介紹台灣常見的養殖魚種。

台灣人最愛吃的魚——虱目魚、吳郭魚

虱目魚的魚塭面積是全台之最，吳郭魚則是產量最大的魚種，兩種魚種產量相加約有 11.6 萬公噸，佔養殖魚產量的四成左右。王永松表示，吳郭魚和虱目魚屬於廣鹽類魚類，可以適應淡水和海水環境，且不容易生病，相當好養殖。

虱目魚的養殖的紀錄至少可追溯至鄭成功治台時期。民間流傳許多「鄭成功與虱目魚」的逸聞，如據傳鄭成功來台吃到虱目魚覺得好吃，就問漁民說：「什麼魚？」當地人以為鄭成功替虱目魚命名，就把它叫做「虱目魚」（什麼魚的諧音）。王永松提到，當時漁民就會把魚苗養在魚塭中，顯見虱目魚的養殖歷史悠久。

• 參考文章：虱目魚教的信徒啊，這是你該知道的虱目魚二三事

不過，早期養殖技術不佳得撈野生魚苗來養，魚苗的來源受制於野生族群因此十分不穩定。一直到 1979 年才發展人工繁殖方式，以賀爾蒙催熟虱目魚，讓魚提早性成熟，現行則改以飼料調配讓魚自然產卵，這才讓虱目魚成功走上穩定量產之路^註2。

相較於虱目魚需要五、六歲才能性成熟，需特別培育種魚育種，吳郭魚在四個月就能達到性成熟，可以一直生一直生，很快地池子就會塞滿魚。此時，養殖業者又頭痛了。王永松表示，母魚產卵後成長速度就變慢，加上池子內魚太多，大家營養不良，價格就不好。

因此，吳郭魚必須要「公母」分開養殖，且以體型較大的公魚作為主要的經濟魚種，母魚僅是交配的種魚。王永松提到，常見方式有以超雄性（YY）的吳郭魚和母魚配種，生出來的就都是公魚，抑或是在魚苗時期以含有激素的飼料控制魚的性徵，確保魚苗皆呈現雄性的性狀。

然而，吳郭魚土味重不受大家歡迎，王永松表示，部分業者會讓淡水養殖的吳郭魚販賣前「過海水」兩三天、去土味。之後養殖業者改良飼養方式，以乾淨海水養殖吳郭魚，鹹魚翻身變「潮鯛」，肉質鮮美可作為生魚片，成功進軍日本市場^註3。

好料上菜 產值最高的魚種——石斑魚

每當餐桌上出現清蒸石斑，就知道這場宴客不簡單，不是婚宴就是重要的家庭聚會。常見的石斑魚種類有青斑（點帶石斑魚）、龍膽石斑（鞍帶石斑魚），及老虎斑和龍膽石斑混種的「龍虎斑」，皆以鹹水魚塭養殖為主。

魚種不同，價格也落差很大。根據去年漁業署資料，青斑池邊均價一公斤大約 240 元左右，龍膽石斑則是 375 元^註4。隨著中盤商、零售商到餐廳，石斑魚的價格節節升高，到餐桌上一尾膠質肥厚的 90 公分龍膽石斑，喊價一公斤 800 元也是有可能的。

「石斑魚價格高昂，除了肉質鮮美外，最主要是牠很難養，又要養很久。」王永松表示，石斑魚苗從孵化到長成 2 吋苗這段期間，容易被神經壞死病毒和虹彩病毒感染，一旦養殖池環境不好、魚免疫力降低，病毒就易好發，死亡率高達八成以上。

為了分散風險，王永松以龍膽石斑為例，說明石斑養殖業者發展出「三階段」的養殖型態：

1. 魚苗孵育場：受精卵至孵化為白身苗，大約 48 天，一尾約 8-16 元。
2. 中間育成場：白身苗養至2吋魚苗，大約 48 天，一尾約 32 元。
3. 成魚養殖場：2 吋魚苗至成魚至運銷端，養殖期 2-3 年，一公斤 375 元。

（上述價格為池邊交易價）

王永松表示，養魚賺頭大，風險也高。舉例來說，面臨颱風來襲，養殖業者就得做好準備，備好發電機、蓋好帆布，稍有不慎就可能百萬的心血付之一炬。因為數量太少無人收購。許多漁民看到價格差，甚至寧可放水流，重養一批。除此之外，養殖的日常也十分辛苦，王永松開玩笑表示，養殖業者曾歡迎他去養魚，「不過四點就要起床餵魚，一天要餵五餐！」可見養殖業並不輕鬆呢！

石斑魚是肉食性的兇猛魚種，易有彼此相食的現象，一殘殺起來，池裡的魚就更少了，所以養石斑魚就要讓牠們吃飽。

解不開的秘密  台灣努力30年仍無法人工繁殖鰻魚

儘管石斑魚產值這麼高，那麼養鰻魚產值不就更高嗎？在日本一份蒲燒鰻魚飯 500 元起跳呢！王永松表示，鰻魚價格高是因為至今全世界還沒有找到人工繁殖鰻魚苗的方式，所以目前飼養的鰻魚，都是在出海口抓準備進入河川長大的玻璃鰻（鰻線），來作為鰻苗來養殖。

當玻璃鰻無法回到河川長大，再返回大海產卵，漸漸地鰻魚苗就會減少，價格也就提高了，目前常用來作為蒲燒鰻的日本鰻，已被國際自然保護聯盟（IUCN）評為瀕危物種。

為什麼鰻魚生殖秘密難以被破解呢？為什麼日本鰻難以完全人工養殖呢？

王永松表示，以日本鰻來說，牠一生只會產一次卵、一次精子，但難以掌握牠「性腺發育」的時機，過往從未有人看過一隻抱卵的野生母鰻魚，我們僅推知牠在台灣、日本或韓國河中長大後，會再回到太平洋中產卵，而現行人工飼養的鰻魚若不使用特殊的方法催熟，牠一輩子都不會性腺成熟。

• 延伸閱讀：複雜又充滿滋味的鰻魚生活

王永松提到，早在 20、30 年前就有用「鮭魚腦下垂體」混合「促進性腺激素」注射催熟日本鰻，確實讓鰻魚性成熟，並成功孵出不到 5 釐米的透明小鰻魚，可是大都在 6、7 天就夭折了！

至今學界都還在努力解開難題，而台灣也努力了快 30 年，今年日本宣佈已成功將鰻卵成功養殖成鰻^註五。對此，王永松卻保守地認為，日本應該不算完全成功，一是還不知道養殖方式，二則是鰻魚一次可產卵 100 萬顆至 600 萬左右，若只有幾隻可以長至成熟的鰻魚，也許有些是機率的問題。

鰻魚吃什麼、何時變態、喜歡在什麼環境產卵，還有好多事情是未知的。王永松表示，在未解開鰻魚之謎以前，保育工作要先做好。

養殖業者與科學家在養殖上投注許多心力，為了就是保護自然生態，避免野生魚源枯竭，破壞生態平衡，當我們有了這個省思後，就不必執著於吃野生現撈了，因為養的「嘛足 tshinn」（台語「很新鮮」的讀音）啊！！

參考資料

1. 2018年漁業署漁業統計年報
2. 水產試驗所特刊第9號
3. 漁業署《漁業推廣》雜誌第284期
4. 2018.10.29漁業署新聞稿
5. 財經新報〈日本研究機構實現鰻魚完全人工養殖，朝向能量產的「完全飼養」目標邁進〉

「水產養殖實境探索」特展 10 月 25 日海生館登場

教育部技職司與國立社教館所辦理的職業試探體驗計畫，由國立屏東科技大學與國立海洋生物博物館合作的「水產養殖實境探索」特展，將於 10 月 25 日在海生館世界水域館 3 樓盛大開幕，藉由特展中介紹水產養殖業的各項面貌與科技化經營模式，吸引更多學生投入相關職涯產業。

台灣為生物多樣且水產養殖種類繁多的海島國家，根據政府統計資料顯示水產養殖從業人口逐年老化，年輕人投入此產業相當有限。目前國內大多數人對於水產養殖相關工作，停留於做苦力與低階工作的印象，事實上隨著國人對於環境保育與食物衛生安全的注重、生活水準提升，與產業科技進步，水產養殖生產模式逐步改變為精緻性且為技術導向，並著重管理的新興產業。

對此，本次特展透過 360 度 ＶR 虛擬實境探索的方式，幫助民眾了解台灣水產養殖的在地特色與養殖方式，以水產養殖相關的互動遊戲，了解養殖達人在實際操作漁具時的小技巧與藉由大自然結合產出的知識，並在現場以 IOT 物聯網科技的方式，執行養殖場的管理與操作，讓養殖變得更加便利與精簡，以翻轉社會大眾對於水產養殖產業的刻板印象。

「水產養殖實境探索」展期為 108 年 10 月 25 日至 110 年 12 月 19 日，歡迎蒞臨海生館世界水域館3樓，以實境方式探索水產養殖產業。

本文由 「國立海洋生物博物館」委託，泛科學企劃執行

長腳鷸在台灣是普遍冬候鳥及不普遍的留鳥，以前被稱為「高蹺鴴」（反嘴鴴科），分類上現在改為長腳鷸科，若還是稱為高蹺鴴，容易被誤認為是屬於鴴科的鳥，所以還是改稱「長腳鷸」比較妥當。

影像是20111215攝於嘉義縣東石鄉布袋鎮路邊水塘，長腳鷸在此避風、覓食、休息。影片後段一群長腳鷸在逆光魚塭歇息，其中夾雜了幾隻黑尾鷸（鷸科）。

英文名：Black-winged Stilt

Phylum Chordata  脊索動物門

Class Aves  鳥綱

Order Ciconiiformes  鸛形目 

 Family Recurvirostridae  長腳鷸科 

Genus Himantopus  長腳鷸屬 

 Himantopus himantopus himantopus (Linnaeus, 1758) 長腳鷸(高蹺鴴;黑翅長腳鷸)

影片: 

此影片可全螢幕觀賞，如頻寬夠可在放映後點選更高畫素觀看，效果更佳。錄影器材：Canon EOS 7D＋EF 600×1.5

此影片可全螢幕觀賞，如頻寬夠可在放映後點選更高畫素觀看，效果更佳。錄影器材：Panasonic HDC-HS700

照片：

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原文發表於賴鵬智的野FUN特區