上溯小溪，隨朱背樸蟌偷看枝牙鰕虎的「集團婚禮」吧！

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

溪畔少年的煩惱

戲院播著《回到未來》的那個夏至，東北角的一條小溪旁，微弱的南風中，漫著溫溫的泥土味。

「八婷還沒來喔，女人就愛遲到。」綽號「運將」的黝黑少年說，順手拾起一顆石頭用力擲進溪中，霎時水花飛濺、水下幾十個黑影放射竄開。

「嗯啊。」相貌斯文，綽號「智怪」的少年，因為畢業考數學科一個計算題多寫了一個零，耿耿於懷，蹲在水邊鎖著眉望著潺潺流逝的溪水應答道。

「說你跟八婷啊，你們這些好學生太奇怪了，數學是可以當飯吃嗎？每天為了一個紅筆寫的分數在那邊拼拼拼…，其實考再爛天也不會塌下來吧。」運將拾起一塊很大的石頭端詳著。

「ㄟ你該不會要丟那塊石頭吧？整條溪的魚都被你嚇死光光。」

「嘿嘿，我是要讓你看看，我的數學考卷就是長這樣。」

運將手上的石頭，上面覆滿乾土般的物質，還有一道一道斜的、交叉的刮痕，就像老師用紅筆劃著代表「答錯」的痕跡，還愈劃愈激動的樣子。

「（嗶），一看就懂。」智怪接過那塊石頭，放鬆笑了。

「華生，其實這塊石頭是有秘密的。」運將神秘兮兮地說。

不只是弱肉強食

「這是石斑『ㄎㄠ』出來的痕跡？」智怪睜圓了眼。

「嗯。就是牠們。」運將指著大石邊水略深的區域，幾尾身上長著些許橫斑的魚。

「還真的，這邊也有。」

兩人光著腳在溪床上東尋西找，發現不少有著神祕刮痕的石頭。

「ㄟ你看，這邊有數學考卷上的題目。」運將指著近岸邊一塊不大的圓石，圓石上面有著彎彎曲曲、如數學方程式上的代數「符號」。

「那壺不開提那壺，這又是什麼痕？」

「應該是螺爬過的痕跡吧。」

「運將，這是日本禿頭鯊吧？」

一個水流紊亂的湍瀨處，十來隻 20 公分大的魚，在溪底用嘴喙快速地一張一縮「吸」著石頭，像在吸吮大地分泌的乳汁一般。

「沒錯，禿頭鯊。」

「原來他們吃藻。那他們的痕跡長什麼樣？」智怪的好奇心已不可收拾。

「考倒我了，我爸沒教過我耶。不過我猜應該也是像某人的數學考卷一角。」

「可以不要再扯數學考卷了嗎？」智怪看著一塊滿布點痕的石頭，「這些小小密密麻麻的是什麼？」

「可能是石貼仔吃的痕跡。」運將歪著頭答道。

「什麼石貼仔？」

「一種躲在石頭下面的魚，長得有點像水族館賣的垃圾魚。我找一條給你看好了。」

說罷便放輕了腳步，如魚狗的銳利眼神開始搜尋著急流處的石塊。不一會，粗壯的手指便指向一隻相貌扁平、身披花斑的魚，而牠正好以獨特的動作啃著石頭上紫紅的藻，像打字機打著新詩，啃了一小段便要「換行」繼續啃。

• 纓口台鰍（石貼仔）用嘴喙快速地一張一縮「吸」著石頭，像在吸吮大地分泌的乳汁一般。

「原來很多魚都吃石頭上的藻啊，我還以為魚的世界就是大魚吃小魚。」智怪嘆道。

「吃藻、吃蟲、吃屍體的都有啊，不會全部都搶一樣的食物。就像人的世界一樣，不一定每個人只能一直讀書考試搶第一名，還有很多事可以做。簡單道理，就你們好學生不懂。」

「扯屁。」

持續往溪的上游緩步，兩岸的草木逐漸變得高大，遮蔽了午后熾熱的陽光，啃蝕著藻類的生物一一現身，同時，兩位少年正如小說裡福爾摩斯與華生在某案發現場，細細觀察著各種跡證…，被發現的痕跡五花八門，有些是不同種類的魚類啃食留下、有些疑似是沼蝦、毛蟹刮的，即使運將也無法一一道出肯定的解答。

「這裡好多不一樣的，圓型的。」智怪停在一塊大石頭旁，「像豹的斑。」
「苦花。」運將想都沒想即答道。
「喔喔！！ 你爸常釣的那個苦花嗎？」智怪興奮道。
「不信喔？來看。」

苦花魚的石頭餐廳

兩人循著水下往來游動的魚影，來到一個魚群聚集的角落。

一小群肥碩的苦花自不遠處靠近過來，一隻接著一隻像排隊般，用一模一樣的動作掠過大石頭，嘴巴接觸石頭的瞬間，身體猛然翻扭一下，露出銀亮的側腹，被刮過的石頭上，果然留下了小小的圓痕。

「奇怪了，為什麼石斑的食痕是條狀，苦花卻是圓形？」 智怪不解地說。
「苦花是吸收到某人畢業考數學考卷多寫了一個零的怨氣，所以不斷在石頭上刮出「0」的圈圈啊。」
「說正經的。」
「我爸說，石斑的嘴向下，並不是只吃藻，啃藻的時候，是直直掠過去；苦花的下嘴完全為了啃藻而生，像鏟子一樣，掠過的瞬間在石頭上用力剷出一個大圓洞。像這些食痕，只有在非常非常乾淨的溪段才會有，如果溪邊有田、住戶排水的，石頭上長的就都是綠色毛毛的那種藻，只有石斑偶而會用拔的方式去吃，苦花就不來了。」運將滔滔不絕地說了一大段。

「好像有很深的學問。」智怪說。

兩人仔細端詳著苦花群剷石頭的樣子，就像某種武術動作，精準又充滿力道。

突然間，苦花群一窩蜂地往下游衝去，刮藻的石頭附近只剩寥寥幾尾在晃蕩。

兩人往苦花移動的方向望去，看到一個小灣凸岸處，一個短髮少女朝著溪裡投擲麵包屑，麵包屑一接觸到水面，苦花群就像餓鬼般搶食著…。

「八婷，你在衝啥啦。」兩人氣極敗壞地齊聲喊道。
「這樣魚才會靠近啊。」少女笑著答。「你們要玩嗎？這片給你們。」順手捏了半片吐司，遞給運將。

運將接過吐司，撕成兩半，把其中一半交給智怪，同時向智怪使了個眼色。

智怪也點了點頭…。

兩人同一時間，把吐司塞進了自己嘴裡。

「白癡喔你們！」八婷大喊。
「這樣魚才會靠近啊～」運將嗲聲模仿著。「因為我以為自己是白雪公主……」

智怪笑得直不起腰，八婷脹紫了臉。

溪水裡麵包屑的味道流盡，苦花群繼續回到長滿矽藻的大石邊，用那完美的扭轉翻身，剷下一個又一個的「0」，清澈的溪水，持續持續地流逝……。

文／李政霖（本文撰寫由人禾環境倫理發展基金會及肯夢 AVEDA 支持合作）

多數人都吃過「魩仔魚」，但你吃過「紅頭魩仔」沙西米嗎？吃下這種高檔的仔稚魚料理時，除了吃掉一般魩仔魚三至四倍的價格，也吃掉了許多謎團！因為，牠們並不同於一般由漁船撈捕的「魩仔魚」，而是來自清澈自然溪流的出海口，甚至可能源自數丈高的瀑布之上……這究竟是怎麼回事？

神秘小魚一號：月亮的金孫，美味盤中飧

有一種沙西米料理，外觀就像沒煮過的魩仔魚，因為身體透明可看見鰓部內臟而被稱作「紅頭魩仔」，但是價格貴了三倍，來自東台灣。每年四月，沿海居民會用三角網，在溪流出海口附近，持網逐浪撈取「紅頭魩仔」，在勒嘎‧舒米新作《巴克力藍的夏天》中有很唯美的一幕。

臨海原住民自古就有使用魚簍撈捕牠們的傳統，原住民語名為「烏佬」，也就是「月亮的孫子」，不知道是不是滿月大潮之時，撈捕的狀況會特別之好？聽說男人吃了，不只頭好，還會壯壯……。

神秘小魚二號：逆流而上、發憤圖強

夏天到了，去溪邊玩玩吧。咦？溪床上流水不穩定的大石頭上怎麼黏著幾尾小魚？是誰這樣惡作劇虐待野生動物，把魚抓來黏在石上？仔細一看，原來這些魚胸部長著吸盤樣的鰭，牠們是用這雙鰭，把自己吸在石頭上的。這類胸部長吸盤的魚，通稱鰕虎。

為什麼魚要黏在大石頭上呢？

神秘小魚三號：會從海裡爬上瀑布的「鯊魚」？

東台灣某個濱海的瀑布，水從數十公尺的高度奔流入海。在這樣陡峭的瀑布頂上，竟然還棲息著一種魚，成魚約莫 10～20 公分，名曰「日本禿頭鯊」。

魚類達人看著不斷墜落數丈海崖之下的溪水說：「牠們是從海裡上來的。」讓人忍不住想摸摸達人的額頭，確定一下他有沒有沒發燒。不只如此，達人還說：

「在日本，這禿頭鯊成魚是高級炸物料理，一尾可要數千日幣……。」

以上說的三種魚，其實都是同一種。牠是日本瓢鰭鰕虎，也俗稱日本禿頭鯊，東台灣溪流裡最常見的一種洄游性鰕虎，也是專屬於清澈溪流環境的最重要指標生物。

少年出家的和尚魚，不只茹素還修行？

話說這日本禿頭鯊的故事，還需從海裡說起……

「紅頭魩仔」的記憶，源自在海裡漂流著的某一天，嚐到海裡浮游微生物的那一刻開始。牠們漂流了將近半年，每天被來自海底、海上的掠食者吃掉大半，身體總算一點一滴地長到了一寸長度。身體的改變，讓牠們對淡水愈來愈敏感，在那個「天時水利魚和」的日子，終於抵達溪口，往溪裡游去……。

運氣不好的，被漁民撈去做了「紅頭魩仔」沙西米；走運的，抵達了下游溪床，透明的身體開始浮現欖灰與黑褐色交錯的漂亮橫斑，鰭也亮出了鮮紅色。 牠的背鰭如鯊魚般呈現三角尖形，又擁有水平的巨大胸鰭，所以被稱作「禿頭鯊」。

原本是大口狂吞浮游生物的小魚苗，此時雖名為「鯊」，卻突然「遁入空門」茹起素來，用開口朝下的大嘴，哇啦哇啦又吸又含地啃起溪底石上的藻類，做起了「和尚魚」，你看牠圓圓的禿頭上，有時還浮現出戒疤般的斑點呢！

除了茹素啃藻，牠們還「修行」。一邊成長，一邊逆著溪水，不斷上溯，尋找夢中的「淨土」。遇到障礙，牠們就跳上去，用合抱的吸盤狀腹鰭吸住石壁，等待多一點的水流，繼續往上衝，過了一關，再溯一關，沒有什麼能阻擋牠們！

如果找到自己中意的伊甸園，修成以後，洗盡鉛華，年少時期艷麗的鰭與身上的斑紋都慢慢褪去，牠們會在隱密的石縫裡產下卵、排下精，下一代於是誕生，任務完成。剛剛孵化的魚苗沒有完整的運動構造，只能任憑湍急的溪水一路沖流，就這樣，入了大海，繼續漂流，啟動下一世代的循環……

多變的日本瓢鰭鰕虎，牠的一生有多精彩？

海漂而來，溯溪而上，成長繁衍，順流而下——周而復始，在不同階段不同姿態之下與濱海居民、饕客、戲水遊客、生態觀察者相遇，而產生多種不同的身分，這就是紅頭魩仔、烏老、日本瓢鰭鰕虎、和尚魚、日本禿頭鯊的生命史。

觀察野生日本禿頭鯊很簡單，你只需要……

1. 確認你身在台灣北海岸或東部、恆春半島任何一條水質清澈的小溪中或下游。
2. 把腳踩進布滿大小石礫、石塊的冰涼溪水裡。
3. 看到水下四散流竄，又隨即消失在就近石堆中的黑影，幾乎大半都是日本禿頭鯊。如果看到很多這樣的魚，請在心裡感恩，這條小溪還「活著」！
4. 用防水相機或水窺箱突破水面的視覺障礙，在禿頭鯊分布密集的地方靜靜等待，牠們就會慢慢現身，繼續哇啦哇啦的啃食石頭上的藻類，甚至為了爭地盤上演全武行。
5. 注意一下成體和幼體在外觀的比例、花色上的差異。
6. 在河道落差大的地點，或許可以觀察到他們以吸盤輔助，黏在石壁上進行一個上溯卡關的動作。如果因此受到啟發，未來應該可以成為大人物 XD