黑腹浮鷗在魚塭區集結出海

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

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