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【Gene思書齋】鏽色可餐的一時之「鏽」

Gene Ng_96
・2018/03/16 ・2232字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

自從人類開始懂得使用各種金屬,文明的進程就無往不利,只是有個非常令人討厭的問題,那就是大家熟悉的各種金屬鏽蝕。除了金,常用的銀、銅、鐵都會生鏽,尤其是鐵鏽,迄今仍是個令人頭痛的問題,不僅不美觀甚至還會危險。

人類為了防鏽和除鏽,想盡各種辦法。我親戚的公司代理某知名廠牌防鏽除鏽產品,據說是他們公司最賺錢的商品之一,不僅利潤暴高,在經濟景氣時,只要業績達標,廠商是 XO 美酒一箱箱送,塞過來的出國旅遊套票應接不暇……

生鏽令人討厭,我們的文明無所不用其極地避免鏽蝕,直到讀了《鏽:自然與金屬間無止境的角力》Rust: The Longest War)這本生動有趣的科普好書,才知道鏽除了無所不在,背後還有許多不為人知的內幕。對於這種討人厭的東西,作者沃爾德曼(Jonathan Waldman),用一則又一則精彩的故事說明鏽蝕的各種面向。

緩慢蠶食的鏽蝕

鏽蝕,不像颱風、地震、火山爆發等其他天災,瞬間就有巨大的破壞力,而是陰險狡猾地蠶食,是種慢性病。鏽蝕,在美國一年造成的經濟損失高達四千多億美金,差不多是 GDP 的百分之三。

沃爾德曼對鏽蝕有切身之痛--他的一艘船因為生鏽而接近報銷,這本書大爆鏽蝕的料,不知能否從版稅中賺點錢回來?例如在第一章,他說了個離奇的故事,提到有人攀爬紐約的自由女神像,這場鬧劇乍看之下和書的主題無關,我差點懷疑是不是出版商弄錯內容,但讀下去才知道原來他在舖梗。

在追捕攀爬的抗議者過程中,美國國家公園管理單位發現,自由女神像原來已是風中殘燭。除了法國不支持伊拉克戰爭、美國人想把她還給法國人的那段時期,自由女神像一直是美國最受歡迎的觀光景點,沒想到因為無知和疏忽,自由女神像也飽受鏽蝕的折磨--因為法國人原來已經想出防止自由女神像鏽蝕的方法,但美國人在不知情的情況下胡搞,把法國大餐變成美國速食……

法國人老早想到幫自由女神像防鏽,但美國人的無知竟讓它風中殘燭。圖/By Ana Paula Hirama @ flickr, CC BY-SA 2.0

防鏽的諸多絕招

我有些朋友在美國會下雪的州、尤其是五湖區讀過書,他們表示在那些州買二手車是個令人非常頭痛的問題,因為為了融雪,各地市府常在傷口……哦不……道路上灑鹽融雪,所以汽車底盤會被鹽水鏽蝕。不僅汽車底盤壽命因而縮短,橋樑的鋼骨也是。上漆是防鏽絕招,而另外一種方法,是鍍鋅。

沃爾德曼訪問鍍鋅協會,指出美國有許多橋樑鋼骨原本可以用鍍鋅法延長壽命,不過在美國鍍鋅防鏽法沒有像歐洲那麼通用和流行(或許美國人認為更換那些鏽鐵也是刺激消費的方法之一);國際化自由貿易當道後,美國出現一個著名的「鏽帶」,那是位於美國東北部等地區的地帶,過去有鼎盛的鋼鐵製造業,但產業出走後,留下一座座充滿鏽斑的大型工廠,沃爾德曼在書中特別帶我們跟隨一位能看出鏽之美的女攝影師 Alyssha Eve Csük 到那些廢棄工廠探險,探尋鐵鏽的各種美。

除了大家熟知的鐵鏽和銅鏽,《鏽》裡最令人大開眼界的是,沃爾德曼還為了寫這本書去上罐頭學校,發現鋁罐的防鏽蝕原來超不簡單。我們的生活中常常能接觸裝了各種飲料的鋁罐,可是從來沒想過,不同飲料原來要有不同的環氧樹脂內塗膜(有超過一萬五千種配方可選),否則高腐蝕性的汽水會讓鋁罐爆炸,威力僅次 Note 7(!?)

在北美一年差不多消耗上千億個鋁罐,還好鋁罐的良率一般有 99.998%,五萬個鋁罐中才會有一個會爆。鋁罐的製造,原來要有大量的研發和設計,還有精密的加工技術。採訪過程中,沃爾德曼進入飲料罐頭學校的計劃,差點被年產量超過六千億個鋁罐的波爾公司高層阻止,他冒死潛入後被抓包,後來連食品罐頭學校也上不了,所以沒能發掘出更多精彩的內幕。

鋁罐的製造,原來要有大量的研發和設計,還有精密的加工技術,看起來不起眼的鋁罐可是集許多高科技於一身呢!圖/By Barta IV @ flickr, CC BY 2.0

用高科技偵測鏽蝕

偵測鏽蝕也要出動高科技:身價好幾百萬美金的「小豬」(PIG),專門用來偵測阿拉斯加油管的鏽蝕問題。小豬應用各種科技穿梭在油管裡,使用磁傳感器檢測腐蝕和其它不規則性的凹坑。沃爾德曼和工程師一起鬼混,探究小豬執行任務時遇到的各種疑難雜症,故事非常精彩,令人印象深刻。以下就是其中一種「聰明小豬」:

《鏽》指出,美國大約有一萬五千位正面迎戰鏽蝕的鏽蝕工程師,軍方也能因為防鏽蝕得當,節省上千億美金支出,不過沃爾德曼也指出,防鏽不僅是個科技與工程的問題,也是個組織文化的問題。

《鏽》裡的故事實在一個比一個精彩,我興味盎然地一口氣讀完。這是沃爾德曼的處女作,所以偶爾會出現把一些和主題無關的人物生平寫得稍微囉嗦的狀況,可是瑕不掩瑜,我非常期待沃爾德曼的下一本書!

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene


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相關標籤: 腐蝕 鏽蝕
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Gene Ng_96
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來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋


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調香師的秘密:「糞臭素」挑起你骯髒的慾望

胡中行_96
・2022/05/16 ・2039字 ・閱讀時間約 4 分鐘

倫敦高級區梅費爾(Mayfair)的聯排透天洋房裡,他與屋主近身互動。六呎高,湛藍的雙眸,古銅的肌膚,寬闊的下顎,銀髮一絲不苟地貼齊,以及一縷迷人的香氣:肉桂、皮革和不可言喻的香味,他確定迎面襲來的深刻,源自另一個時空。

梅菲爾位在倫敦西區,它是世界上最昂貴的地區之一。圖/Wikipedia

「當你嗅聞,你是用腦在聞。最原始的,處理記憶和情緒的部位。」
屋主解釋:「若芸芸眾生試圖尋覓自我的氣味,那我正在打造專屬你的身份。」

關於香水的秘密

一場訪談,讓男性時尚雜誌《GQ》的作家 Michael Paterniti 化身高級訂製香水的顧客,而江湖人稱「香水界情色男優」(the Pornographer of Perfume)的屋主 Roja Dove,正優雅地介紹混香的秘密。「我使用『糞臭素』,一種帶有糞便氣息的醜陋分子。男女性器皆與肛門比鄰,底蘊裡一丁點的『糞臭素』,便能喚起骯髒的慾望。」[1]

Roja Dove 是一位英國調香師。圖/Wikipedia

糞臭素是怎麼來的?

來到住處之前,兩人在麗池飯店(Ritz Hotel)旁的沃爾斯利餐廳(the Wolseley)用過午餐。此時他們的消化系統正將蛋白質,分解成胺基酸(amino acid)。接著,腸道內的菌落會先進行「去胺作用」(deamination),用氫去代換胺基。於是,有一種叫做「色胺酸」(tryptophan)的胺基酸,就變成「吲哚-3-乙酸」(indole-3-acetic acid,簡稱「IAA」)。

再來,乳酸桿菌(Lactobacillus)、梭菌(Clostridium)和類桿菌(Bacteroides),透過「去羧作用」(decarboxylation;羧,注音ㄗㄨㄟ)把 IAA 中的羧基(carboxylic acid group)換成氫,人體內的「糞臭素」(skatole;即3-methylindole)就誕生了[2][3][4]

Roja Dove 的調香手法

在正式調香之前,Roja Dove 會提供約莫 200 張的試香紙,讓訂製高級香水的顧客挑選最能觸發當下感覺,並連結過往回憶的幾種氣味。Roja Dove 將以它們為發想的根據,把原料輕拍到試香紙上,再把試香紙與一只金屬小風車連結。當小風車運轉,微風迎面吹來,他便能感受這些原料的效果。

當然,調香運用的糞臭素不是靠「人體製造」,而是在實驗室或工廠裡「人工合成」。1883 年德國化學家費雪(Hermann Emil Fischer, 1852-1919)發明了「費雪吲哚合成」(Fischer Indole Synthesis):一種苯肼(phenylhydrazine)和醛(aldehyde)或酮(ketone),透過酸觸媒(acid catalyst)催化產生的作用。一般罐裝糞臭素,便是這麼來的[2][5]

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成需要耗時一到二年。圖/Pixabay

從溝通、聞香、構想、嘗試、製作到完成,長達一、二年後,每 3.4 盎司(100.55 毫升)要價 4 萬美元的訂製香水,才會被呈現在顧客面前。所幸,對花不起重金與不特別愛好香水的人來說,還是有其他巧遇糞臭素的機緣。因為某個程度上來說,糞臭素就像愛。它撲朔迷離地存在生活中出乎意料之處:香水、茉莉、橙花、甜菜、香菸、糞便、煤焦油與草莓冰淇淋。糞臭素時臭時香,載舟亦能覆舟,令人欲拒還迎。

氣味的關鍵在於濃度

氣味由香變臭的關鍵,在於濃度。像是過多的愛,使人無法擔待。以體積比來說,一旦超過 60 pptV(0.327 ng/L)[註1],就會開始臭得一去不返[7]。如果以重量比計算,健康人體製造的糞便中,糞臭素濃度約為 5 μg/g,但消化道疾病患者,則可高達 80 到 100 μg/g[註2]。換句話說,腸道保健雖然不會讓人芬芳馥郁,但至少能避免如廁之後臭名遠揚[8]

回顧過去的調香職涯,Roja Dove 感嘆上等的原料不再是小農收成,產地直銷,人工合成的產物也逐漸取代天然素材。

「的確,我們必須在香水裡添加合成物。」他向時尚作家 Michael Paterniti 坦承,那是為了襯托自然的味道,但是如果大比例的使用人造成份,「合成的香水聞起來,就永遠僅是人工的氣息。」然而大時代的趨勢,就連知名調香師也無力回天。諷刺的是,在這場產業變遷的遺憾裡,得知糞臭素並非天然,卻多少能帶給香水顧客卑微的慰藉。

註解

  1. pptV(parts per trillion by volume),則是兆分之一體積比。ng/L,指每公升幾奈克。
  2. μg/g,又作 mcg/g,指每公克中有幾微克,也就是 ppmW(parts per million by weight)百分之一重量比。

參考資料

  1. How to Smell Like a God (GQ, 2014)
  2. Skatole – A Natural Monstrosity In Perfume, Parliaments, Produce And Poop (American Council on Science and Health, 2020)
  3. Impact of the Gut Microbiota on Intestinal Immunity Mediated by Tryptophan Metabolism (Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2018)
  4. 羧酸(教育部重編國語辭典修訂本,臺灣學術網路第六版)
  5. Emil Fischer Biographical (the Nobel Prize)
  6. Skatole (American Chemical Society, 2021)
  7. Identification, quantification and treatment of fecal odors released into the air at two wastewater treatment plants (Journal of Environmental Economics and Management, 2016)
  8. New Insights Into Gut-Bacteria-Derived Indole and Its Derivatives in Intestinal and Liver Diseases (Frontiers in Pharmacology, 2021)

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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。臉書:荒誕遊牧。