刷牙時，需要刷舌頭上的舌苔嗎？

本文與 高柏科技 合作，泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達（NVIDIA）、Google、微軟，甚至是 Meta 的存在，究竟是什麼？答案或許並非更強大的 AI，也不是更高速的晶片，而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初，搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機，傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題，但這場「科技 vs. 熱」的對決，才剛剛開始。 

不僅僅是輝達，微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中，希望藉由洋流降溫；而更激進的做法，則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中，來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

但這些方法真的有效嗎？安全嗎？從大型數據中心到你手上的手機，散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技，一同看看如何用科學破解這場高溫危機！

運算=發熱？為何電腦必然會發熱？

這並非新問題，1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時，就提出了「蘭道爾原理」（Landauer Principle），他根據熱力學提出，當進行計算或訊息處理時，即便是理論上最有效率的電腦，還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失，系統的熵就會上升，而隨著熵的增加，也會產生熱能。

換句話說，當計算是不可逆的時候，就像產品無法回收再利用，而是進到垃圾場燒掉一樣，會產生許多廢熱。

要解決問題，得用科學方法。在一個系統中，我們通常以「熱設計功耗」（TDP，Thermal Design Power）來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說，TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量，通常以瓦特（W）為單位。也就是說，TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP，例如AMD的CPU 9950X，TDP是170W，GeForce RTX 5090則高達575W，伺服器用的晶片，則可能動輒千瓦以上。

散熱不僅是AI伺服器的問題，電動車、儲能設備、甚至低軌衛星，都需要高效散熱技術，這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料（TIM）」：提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡，散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料，而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中，晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合，表面多少會有細微間隙，而這些縫隙如果藏了空氣，就會變成「隔熱層」，阻礙熱傳導。

為了解決這個問題，需要一種關鍵材料，導熱介面材料（TIM，Thermal Interface Material）。它的任務就是填補這些縫隙，讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」，即使主線有再多車道，如果匝道堵住了，車流還是無法順利進入高速公路。同樣地，如果 TIM 的導熱效果不好，熱量就會卡在晶片與散熱片之間，導致散熱效率下降。

那麼，要怎麼提升 TIM 的效能呢？很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁，若要更高效的散熱材料，則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成：高導熱粉末（如金屬或陶瓷粉末）與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好，盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了，受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸，高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後，會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題，高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」，說是凝膠，但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄，比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK，到這裡，「匝道」的問題解決了，接下來的問題是：這條散熱高速公路該怎麼設計？你會選擇氣冷、水冷，還是更先進的浸沒式散熱呢？

液冷與 3D VC 散熱技術：未來高效散熱方案解析

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量，也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限，因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷，熱量在經過 TIM 後進入水冷頭，水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好，且增加的體積不大。唯一需要注意的是，萬一元件損壞，可能會因為漏液而損害其他元件，且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮，可以考慮另一種方案，「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義，就是把均溫板層層疊起來，變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板，原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」，直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中，會放入容易汽化的工作流體，當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化，當熱量被帶走，汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法，最大的特點是：導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻，不會有熱都聚集在入口（熱源處）的情況，能更有效降溫。

整個 3DVC 的設計，是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯，能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC，就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是，工作流體移動的過程經過設計，因此不用插電，成本僅有水冷的十分之一。但相對的，因為是被動式散熱，其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC，高柏科技一直致力於不斷創新，並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積，高柏科技開發了6項專利技術，涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後，均溫板不僅保有高導熱性，還增強了結構強度，顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步，有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術，將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中，許多冷卻液會選擇沸點較低的物質，因此就像均溫板一樣，可以透過汽化來吸收掉大量的熱，形成泡泡向上浮，達到快速散熱的效果。

然而，因為水會導電，因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些，但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時，很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS，這是一種永久污染物，會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液，例如礦物油、其他油品，又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

另外，把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等，都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證，相信很快就能推出更強大的散熱模組。

本文由 IN-Plus 全方位專業寵物營養品 委託，泛科學企劃執行。

• 　文／Heidi

天天刷牙，確保毛小孩擁有一口好牙

你家有狗狗嗎？除了平時裡的梳毛、餵罐罐、修剪指甲、出門散散步之外，毛小孩的口腔健康，也得密切注意。可是，有些毛小孩非常任性，不僅挑食、還排斥刷牙。（人類要刷牙，狗兒當然也要！）要是不常清潔牙齒，口腔中的食物殘渣被壞菌分解後，就會產生具有難聞氣味的分子，並且衍生各種口腔健康問題，比如口臭、齒垢、牙菌斑、牙齦炎，甚至是牙周病，造成毛小孩沒有健康、強壯的牙齒可以進食。

那麼，該怎麼確保毛小孩有一口健康的牙齒呢？最理想的做法就是天天刷牙！

問題在於刷牙並非易事，因為毛小孩不知道牠們需要刷牙、通常也不喜歡刷牙。試想如果你父母突然抓住你的下顎，將異物塞進嘴裡攪拌，你肯定會感到驚恐萬分，然後拼命掙扎，不肯乖乖就範。為了解決這個問題，IN-Plus 全方位專業寵物營養品推出了一款「用噴的」狗兒專用口腔益生菌「IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴」，只要將瓶內熱處理過後的特殊益生菌萃取物噴進毛小孩嘴裡，就可以改變口腔內的微生物組成，達到保健效果。

經實驗證明，口腔益生菌有益口齒健康

讀到這裡，你可能不禁心想：只要噴一噴就能維持口腔健康，真有這麼神奇？沒錯，就是這麼神奇，而且背後還有科學根據喔！

IN-Plus所使用的口腔益生菌，是日本專利研發的益生菌，又稱捲曲乳酸桿菌（Lactobacillus crispatus），主要存在於產道和新生兒的腸道中，是母親傳承給寶寶的珍貴益生菌，也是維持寶寶腸道微生物平衡的主要菌種之一。

2015 年的一項小鼠研究^[1]指出：

• 熱處理後的捲曲乳桿菌作用原理類似疫苗，能刺激免疫系統產生更多抗體，進而強化免疫力。
• 這種功能性益生菌能在小鼠體內誘發免疫反應，增加唾液中的抗體來對抗口腔內的壞菌。
• 在唾液中，會出現由捲曲乳桿菌誘發的特異型 IgG 抗體，能有效殺死「牙齦卟（ㄅㄨˇ）啉（ㄌ一ㄣˊ）單胞菌」（Porphyromonas gingivalis），也就是牙周病的主要致病菌。

2018 年的另一項人體研究^[2]也指出：

• 每日攝取捲曲乳桿菌可以大幅減少卟啉單胞菌的數量，保持口氣清新，可以提升黏膜組織的保護力，預防牙齦紅腫。

上述兩項研究的臨床實驗結果都證明口腔益生菌可以有效預防並改善慢性牙周病。

捲曲乳酸桿菌（Lactobacillus crispatus）主要存在於產道和新生兒的腸道中，是母親傳承給寶寶的珍貴益生菌，也是維持寶寶腸道微生物平衡的主要菌種之一。
動物與人體研究證實，熱處理後的捲曲乳酸桿菌 KT-11，能刺激免疫系統產生更多抗體，進而強化免疫力。

捲曲乳桿菌能消滅「牙齦卟啉單胞菌」

寵物口臭、口水變多、牙齦發炎都是「牙周病」的徵兆，但牙周病的致病菌「牙齦卟啉單胞菌」又是何方神聖？

首先，「牙周」指的是支持牙齒穩固的組織，包括牙齦和齒槽骨，而「牙齦卟啉單胞菌」可以抑制白血球殺壞菌的能力，只要少量感染，就能使口腔內部的細菌無限增長。當牙周組織不堪負荷，長期處在發炎狀態時，將造成牙齦和齒槽骨萎縮，最終使牙齒動搖、脫落，這就是「牙周病」。

可怕的是，卟啉單胞菌不但無法被抗生素殺死，還可以躲進牙齦細胞，分泌牙齦蛋白酶（Gingipain）誤導自體免疫系統，使其不被攻擊。

這種時候，口腔益生菌就能派上用場啦！

雖然大多數益生菌都屬於活菌，無法通過胃酸和膽鹼的考驗，還來不及發揮效果就提前陣亡，可是 IN-Plus 潔牙噴噴所使用的益菌屬於去活菌，透過特殊的熱處理技術鎖住活性因子後，就會變得更耐熱、耐酸鹼，能夠順利抵達腸道，協助免疫系統發揮作用。此外，如上文所說，捲曲乳桿菌所誘發的特異型 IgG 抗體不僅能殺死牙齦卟啉單胞菌，同時也能藉此改變口腔內的菌叢生態，提高生物體內的免疫力！

牙齦卟啉單胞菌存在在口腔中，能抑制白血球殺壞菌的能力。只要少量感染，就能讓口腔壞菌無限增長，造成長期發炎並形成「牙周病」。
牙齦卟啉單胞菌可以躲過免疫系統、抗生素的攻擊，十分難纏。

病從口入！如何輕鬆向狡猾的細菌說掰掰？

說了這麼多，究竟要怎麼簡單做好毛小孩的口腔衛生保健呢？那就是使用含有捲曲乳桿菌的「IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴」，讓益生菌成為預防口腔疾病的好夥伴！除了狗狗專用的噴劑，也有貓貓專用的版本，讓不愛刷牙的毛小孩們也能擁有健康的一口牙。

捲曲乳桿菌能殺死牙齦卟啉單胞菌，雖然牙齦卟啉單胞菌近乎無敵，但實驗證實，捲曲乳桿菌所誘發的特異型抗體，是牙齦卟啉單胞菌剋星。

維護毛孩口齒健康，就用毛孩專用的口腔益生菌噴劑

IN-Plus 全方位專業寵物營養品推出「IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴」，用自然、溫和的方式呵護毛小孩口齒健康，讓飼主可以更放心、自在地與牠們互動。這款毛孩專用的口腔益生菌噴劑，每 1 毫升就含有 1.2 億個 KT-11口腔益生菌，能夠有效抑制壞菌。

日本專利研發的 KT-11 乳酸菌也通過歐洲食品安全局（EFSA）審查，獲得歐盟安全菌株認可（QPS），在用途、安全性及菌種鑑定等方面都有嚴格保障，可以強化口腔防禦力，有效降低牙菌斑形成機率，並且減少各種口腔及牙齦問題。

與此同時，「IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴」也含有天然植萃淨味成分。經日本リリース科学工業株式会社實驗證實，只要短短 30 分鐘，即可降低 99% 的口腔異味，常保口氣清新。此外，「IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴」也有針對貓貓用的版本，更添加了貓薄荷精油提升適口性，不用擔心貓主子嫌棄。

哪裡才能買到 IN-Plus 好好益菌潔牙噴噴呢？點擊這裡就能買到喔！

註解

1. Taguchi, C., Arikawa, K., Saitou, M., Uchiyama, T., Watanabe, I., Tobita, K., … & Nasu, I. (2015). Orally Ingested Lactobacillus crispatus KT-11 Inhibits Porphyromonas gingivalisinfected Alveolar Bone Resorption. International Journal of Oral-Medical Sciences, 13(3), 102-109. https://doi.org/10.5466/ijoms.13.102
2. Tobita, K., Watanabe, I., Tomokiyo, M., & Saito, M. (2018). Effects of heat-treated Lactobacillus crispatus KT-11 strain consumption on improvement of oral cavity environment: a randomised double-blind clinical trial. Beneficial Microbes, 9(4), 585-592. https://doi.org/10.3920/BM2017.0137

• 卷曲乳酸桿菌 KT11 – 健康生活
• Porphyromonas gingivalis – Wikipedia
• 益生菌要挑活的還死的？藥師：端看保健目的＆期望效益
• 【IN-Plus】口腔保健 – 犬用好好益菌潔牙噴噴 120ml（狗保健品）
• 熟齡族該怎麼選擇乳酸菌？KT-11 不只維持消化道健康、調整體質，還能幫助牙齒骨骼健康

口氣，指由口腔呼出氣體的味道，它可能反映了身體發出的許多信號。現代科學已證明，不少疾病都能「產生」一些獨特的氣味分子。而那些令人不愉快的 「獨特」的刺激性口氣，在中文裡被「口臭」一詞涵蓋；英文裡，卻根據來源將口氣一一區分，分為來自口腔的、上呼吸道的、肺的、胃（或上消化道）的及其他器官的。

口腔之味（fetor oris）

有資料顯示，約八成口臭都由口腔內細菌滋生引起。我們聞到的那些奇怪的氣味實際上是細菌產生的揮發性硫化物的味道。這些刺鼻的味道聞起來像臭雞蛋、腐爛的捲心菜或蔬菜，讓人過「鼻」難忘。此種口臭不具備特異性，很難從氣味上辨別病灶部位。

口腔內細菌往往是厭氧菌，而口腔在正常情況下是個有氧環境，並不利於厭氧菌生存，故只有當口腔內出現問題時（如牙周炎、齲齒、假牙等口腔結構變化），才營造了局部缺氧的微環境，有助於細菌的滋生。

此外，因唾液的沖洗可及時清除口腔中的細菌，故一些令唾液分泌減少的藥物（如某些抗組胺藥、抗抑鬱藥和某些毒品等）或疾病（如乾燥綜合徵等）也都會引起口臭。

以上原因造成的口臭無需精密儀器檢測，通常輕吸一口氣就能明辨是非。保持口腔清潔、餐後刷牙、睡前不吃東西及一旦發現口腔問題及時就醫等措施都有助於減少口腔問題導致的口臭。

上呼吸道的氣息（ozostomia)

上呼吸道疾病導致的口臭在英文中被稱為ozostomia。上呼吸道疾病（如鼻竇炎）引起的口臭也多為細菌分解產生的硫化物造成。此類口臭亦無特異性。

慢性鼻竇炎患者的炎性組織分泌大量黏液，除部分形成鼻涕，剩下的均從鼻道流入口咽部最終被嚥下。這些含大量蛋白質的黏液可部分黏附於舌根後部或口咽部，故厭氧菌又有了滋生的溫床。同樣，扁桃體炎和咽喉炎也能導致口臭。

當很多鼻竇炎或咽喉炎患者喉嚨不舒服時，常吞嚥口水或吐痰、咳嗽，望借此把黏附於舌根的黏液去掉。實際上，這樣做的效果未必顯著。不妨吃一片面包或一些芹菜莖，在吞嚥這些食物時黏液就被順勢「掃」進胃裡。

肺之宣發（stomatodysodia）

Stomatodysodia是由肺部疾病（支氣管炎、肺炎、肺膿腫、肺氣腫甚至肺癌）引起的口臭。其中，有些是由積攢於肺部的黏液引起，及時治療肺部疾患可使口臭迎刃而解。

值得一提的是，煙民往往有種容易識別的口臭，此現象在「老煙槍」們身上尤為明顯。這類口臭患者不僅有煙霧殘留在口腔中（實際上能殘留在口腔中的煙霧 量非常少），還有更多煙霧殘存於肺部。這些留存於肺部解剖死腔（生理死腔）的煙霧隨煙民的呼吸運動被逐步呼出，產生帶著「煙味」的口臭；尤其當煙民同時患 肺部疾病時，因死腔體積進一步增大甚至產生病理死腔，該患者的口臭可能更顯著。

代謝之口臭（halitosis）

Halitosis指因新陳代謝產生的口氣，不少系疾病的化學產物通過血液被運輸到肺，因這些物質有一定的揮發性，故經由肺部的呼吸運動排出體外。此外，halitosis還指嘔吐導致的口腔咽喉異味。Halitosis可被詳細分為以下幾類。

生理性halitosis 這是指由於食用某些芳香或有刺激性味道的食物引起的口腔異味。事實上，不僅口腔，一些氣味分子若通過汗液排出，全身都會瀰漫著此種味道。例如人們在某頓飯吃了大蒜、大蔥、辣椒、咖哩和洋蔥等刺激性食物，即使飯後刷牙漱口，口中甚至整個身體都依舊散發著刺激性氣味。

除了食物，不少飲品也有同樣的作用，如各類酒、咖啡和茶，都會暫時讓人的口氣發生變化。但不管怎樣，生理性halitosis都是暫時的，只須不吃（或不喝）引起halitosis的食物或飲品即可將其消除。

病理性halitosis 該種口臭指身體其他部位疾病產生的物質，經血液運輸至肺，並由肺部逸出產生的口氣。這類氣味並不能像生理性halitosis那麼容易散去，除非利用相應治療根除病灶，否則該種口臭可能持續不退。下面介紹幾種常見的病理性halitosis：

• 糖尿病：若此病患者體內酮體過多並出現酮症酸中毒，則該患者呼出的氣體有典型的「爛蘋果味」或「洗甲水味」。這是因過量的酮體產生卻無法及時代謝，導致丙酮累積並在肺部，於呼吸時部分被排出，於是發出此味道。
• 肝病：肝衰竭引起的口腔異味也被稱為「死亡的氣息」。它是因門靜脈高壓且肝功能不全，硫醇直接進入血液，最終經肺部逸出。此氣味略有甜味但又有排泄物的臭味。
• 胃部疾患：幽門狹窄梗阻可使口腔中散發酸腐味；反流性食管炎或胃病引起的病理性口臭往往由長期慢性嘔吐所致，真正的元兇是黏附在口腔、咽喉的嘔吐物，常在H2受體抑制劑或質子泵抑制劑等藥物治療後顯著改善。
• 除胃腸道疾病以外，其他可引起嘔吐的疾病：所有能引起嘔吐的疾病都能導致病理性口臭，如偏頭痛、孕婦晨吐、食物中毒、食物過敏、食慾過盛、酗酒及癌症化療等。

暢想

氣味檢測有無痛、無體液接觸和無交叉感染等獨特優勢。目前臨床上已有了類似「氣味斷病」的裝置，此裝置在某些疾病的診療過程中被廣泛應用，例如胃潰瘍患者所接受的14碳尿素呼氣試驗，就利用了幽門螺桿菌產生的尿素酶可將尿素迅速分解這一原理。

若能設計出某種迅速捕獲疾病產生氣體的裝置，並快速檢測其成分，人們就能快速辨別疾病了。目前，美國科學家設計的西瑞諾鼻（cyranose）就是這樣的小型便攜裝置。在早期試驗中，它被用於檢測肺炎，雖準確性稱不上「完美」，但對於疾病篩查已足夠。

相信隨著科技的進步，氣體檢測裝置將更輕便和易於攜帶，且將在疾病篩查或監測中大施拳腳。

本文原發於醫學論壇網《聞口氣，辨疾病》，作者林竹蕭蕭。

轉載自科學松鼠會