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「我禿了,也變強了」從埼玉、殺老師到克林,為何超強的他們都是光頭?--《物理雙月刊》

物理雙月刊_96
・2017/10/29 ・1743字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 515 ・六年級
  • 文/關旭佑

(這篇文不是用來戰強弱的) 「我禿了,也變強了。」動漫裡好多戰鬥力破表的角色,他們的頭髮就像變了心的女友一樣回不來了。為什麼變強就要掉頭髮?我們試著用物理的角度來看看原因吧!

一開始先來分析一下絕對最強,有問題打一拳就能搞定的埼玉老師吧。

圖/IMDb

一拳超人動畫中,埼玉老師每天堅持做高強度(?)訓練,終於在一年半後變得最強 (但也禿了),如果不考慮生理方面,物理的原因也許可以從動畫最後一集看出來,在最後一集中,埼玉老師從月球蹲下用力一跳,動畫時間約 20 秒後就回到地球了。月球和地球的平均距離大概 38 萬公里,這樣的平均速度是每秒前進兩千萬公尺,大約是光速的 6%。

埼玉老師有說過自己不會飛(XD),所以看來他是沒有辦法在空無一物的宇宙中加速[1],那麼當他在月球蹲下用力到跳起的那一秒鐘,就讓埼玉老師加速到這樣的速度了。這樣子的平均加速度是非常大的,也就是兩千萬公尺/每平方秒。考慮牛頓運動定律:

F=ma  (合力=質量x加速度)

頭髮也必需受力,才會產生一樣的加速度跟上埼玉老師的動作。而一根頭髮能支撐的力量約 100 公克重,換算後是 1 牛頓的力,帶入上述的方程式後可算出頭髮質量要小於 50 微克,這大約是多長的頭髮的質量?答案是 5mm 左右[2],超過這個長度時,頭髮將會跟不上埼玉老師,因此會斷掉。所以如果為了執行正義,平常就這樣跳來跳去的話,結果就是頭髮直接掉光剩下沒幾根毛了。

圖/IMDb

好啦,的確頭上還有幾 mm 的的頭髮還不能算是光頭。而且你也會說大部分沒頭髮的動漫角色都沒有跳這麼快。不過,飛行速度超過音速可說是動漫裡的標準配備 (如速度有音速 20 倍的某老師[3])。

叫我嗎?圖 / IMDb

我們拿經典動漫七龍珠來當例子吧。七龍珠最強地球人戰士[4]克林應有 17 倍音速這麼快,又是個光頭,是個分析的好人選。17 倍音速飛行已經相當於火箭或是隕石從外太空進入大氣層的速度了。那麼物體以這樣的速度前進時,會對空氣進行急速的壓縮,這樣將使得溫度升高非常非常多(絕熱壓縮而溫度升高)。

進步號太空船的大氣層再突入,可以看到閃亮的電漿尾,圖/by NASA@wikipedia commons。

我們利用 NASA 所提供計算滯點[5]溫度的網頁[6]可計算出 17 倍音速時滯點的溫度居然有 13000 度 C!這樣的溫度頭髮會被燒光光,變成大光頭了。話說克林只要一段時間不修練,頭髮就會自己長回來了,但七龍珠超裡下決心再當武鬥家時就馬上理光頭髮,看來也是知道開始戰鬥後,頭髮一定會又被燒光啦 (是個當兵之前自己先理光頭的概念)。

最強地球人克林,是個光頭,但不戰鬥的時期會長頭髮 (阿特拉斯NEO最佳代言人),圖/by spadge6868@flickr。

嘴了這麼多,看來動畫裡的光頭佬多是厲害的角色這點還是有些根據的。

備註:

  1. 這裡沒有考慮月球與地球對埼玉老師的重力,因為造成的加速度相對來說很小。另外,因為勞倫茲因子只有 1.001 左右,所以也忽略狹義相對論的效應。
  2. 以一根頭髮的密度約 1.2g/cm3,粗細約 100um 來計算。
  3. 暗殺教室的殺老師,是個全身沒毛髮的奇怪生物。
  4. 克林的速度非常難估計,因為動畫中缺乏確定的已知距離與時間。此處是已克林的戰鬥力與孫悟空的戰鬥力比較出速度。孫悟空在戰鬥力 8000 時,約兩天內急飛回一百萬公里長的蛇道對戰達爾,這大概是 17 倍音速。而克林打弗利沙的時後戰鬥力 15000,速度上應不低於音速。而且克林與賽亞人一起行動時,也不會落隊,因此超音速應該是合理的。另外,達爾說賽亞人不長頭髮也不會掉髮,只是有 M 形禿。
  5. 滯點為空氣與克林的頭兩者相對速度為零的點。
    如圖藍色箭頭為頭前進的方向,黑色線條代表空氣的流向,紅色為滯
  6. https://www.grc.nasa.gov/WWW/BGH/stagtmp.html

 

 

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 10 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站


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物理雙月刊_96
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《物理雙月刊》為中華民國物理學會旗下之免費物理科普電子雜誌。透過國內物理各領域專家、學者的筆,為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。《物理雙月刊》努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。


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常見的指甲美容工具、技巧和風險

胡中行_96
・2022/05/19 ・3469字 ・閱讀時間約 7 分鐘

「我從自然、夢境與超現實的空間,得到許多靈感。由多方汲取,同時又非來自某個源頭。」國際藝術家 Juan Alvear 自白中的不確定性,簡直得請量子物理學家海德堡(Werner Heisenberg)來測量。

時尚雜誌《Vogue》最近在介紹 Juan Alvear 的時候,配了一幀照片:一隻右手食指的美甲,延伸成一根開出眼眸的銀色荊棘,尺寸約為該手指的四倍長。這件不明所以的作品,創作理念據說是在呈現深夜夢境所帶來的啟發。[1]

時尚雜誌《Vogue》介紹 Juan Alvear 時,配了一幀照片:一隻右手食指的美甲,延伸成一根開出眼眸的銀色荊棘。圖/Vogue

近年天馬行空的美甲造型蔚為風潮,連活體昆蟲都被納為材料,赫然突破普羅大眾對「多元媒材」創作的想像。[2], [3]就連風格相對「保守」的藝術家 Juan Alvear,在 Instagram 上也吸引了 5 萬追蹤者,其中包括他的顧客——時尚名媛 Paris Hilton 和英國歌手 Charli XCX。[1]估且不論指甲藝術的花費及其不實用性,單就美觀(或獵奇)的程度,便足以奪取眾人的目光。

指甲美容的風險

然而,從安全性的角度來說,進行指甲美容時,究竟得避開哪些危險因子?

2019 年《臨床與實驗皮膚科學》的〈指甲美容:皮膚科觀點〉以及 2020 年《國際女性皮膚科學期刊》的〈女性指甲健康〉二篇文章,列舉了數種常見的指甲美容商品和技巧,還有它們的健康風險。[4], [5]以下是綜合其他資料後,產出的清單,提供給愛美的泛科學讀者們參考。

估且不論指甲藝術的花費及其不實用性,單就美觀(或獵奇)的程度,便足以奪取眾人的目光。圖/Vogue

護甲油

護甲油(nail strengtheners)可以保護癌症病患因化療而變得脆弱的指甲,所以是極少數受到醫療人員大力推崇的美甲產品之一。[6], [7]護甲油分為「指甲強化油」(nail hardeners,又譯「硬甲油」)與「指甲滋潤油」(nail hydrators)二種。[8]

指甲強化油又再細分為二類:

  1. 交聯強化油(cross-linking hardeners)以甲醛和鈣質來與指甲中的蛋白質作用,進而提升指甲硬度。[8]甲醛濃度只要 0.006% 就可能導致接觸性皮膚炎,某些廠牌還高達 5%,所以有敏感體質的人,最好避免使用。[4]
  2. 加固強化油(reinforcing hardeners)用尼龍和硫氫基蛋白(sulfhydryl protein)等成份罩住指甲,增強硬度。[8]

指甲滋潤油

指甲滋潤油則是以礦物油、甘油、凡士林或蜂蠟等,來達到保養功效。[8]

指甲油

歷史上有不少民族,拿植物染料來為指甲上色。1932 年露華濃(Revlon)公司的創始人 Charles Revson,在用硝化纖維(nitrocellulose)製成的透明漆(clear lacquer)裡加入色素,做出第一罐現代指甲油(nail polishes或nail lacquers)。指甲油可透過減緩水份蒸散,來達到保濕功能。[5]

不過,許多市面上的產品都有添加甲苯磺醯胺-甲醛樹脂(tosylamide/formaldehyde resin),以提升色澤。該原料容易引發接觸性皮膚炎和氣喘,建議體質敏感的讀者,盡量避免。[4], [9]

除了過敏,塗抹指甲油的副作用,還包括以「假性白指甲」(pseudoleuconychia)樣貌呈現的「角蛋白顆粒化」(keratin granulation),以及指甲變色,嚴重影響外觀,因此不宜長期使用。[5]

塗抹指甲油的副作用包括過敏、角蛋白顆粒化,以及指甲變色,不適合長期使用。圖/PubMed

護甲基底油(base coats)算是指甲油的一種,被拿來打底用,目的是使指甲表面平滑,方便接著塗顏色較為鮮亮的指甲油。[10]據說能預防指甲變色,但不是對每個人都有效。[11]

美甲雕塑

美甲雕塑(sculptured nails)分為凝膠指甲(gel nails)和水晶指甲(acrylic nails)二種,都是採用液態丙烯酸(acrylate)或甲基丙烯酸(methacrylate)單體製作而成的壓克力顏料。[4], [12], [13]壓克力是手部「搔癢濕疹性皮膚炎」(pruritic eczematous dermatitis)的元兇之一,少數人甚至連臉蛋和脖子都會出現過敏症狀。[4]

凝膠指甲,亦稱作「光療指甲」(ultraviolet light–curable nail lacquer),特色是持久,又不易脆裂、刮傷。凝膠指甲油這種壓克力顏料,摻有過氧化苯醯(benzoyl peroxide)之類的光引發劑(photoinitiators),塗在指甲或塑膠甲片上,再用 UV (波長340~380 nms)或 LED 光線照射,就會聚合硬化。[4], [12], [13]

值得注意的是,雖然有些美甲光療機採用 UV 燈,有的則是LED燈,但實際上二種都會釋放出 UV 射線。[14]理論上,這種每次 3 到 5 分鐘,約 2 到 4 週重複一次的美甲行為,不算非常危險。[4]它所帶來的 UV 曝曬量,跟把皮膚曬成古銅色的助曬美容比起來低很多。[14]

然而,相關研究仍發現,有人因為長年接觸 UV 射線,甲下皮(hyponychium)黏在指甲上,造成「指甲反向胬肉」(pterygium inversum unguis;胬,注音:ㄋㄨˇ),修剪指甲時會痛。[4], [14], [15]還有更嚴重但罕見的情形,就是可能引發「鱗狀細胞癌」(squamous cell carcinoma)。[4], [14]

為了預防「指甲反向胬肉」,美國皮膚癌基金會建議,於使用美甲光療機前 20 分鐘,在手上塗抹廣效性防曬油。不過,此保護措施對防範「鱗狀細胞癌」無效。[14]

水晶指甲用的壓克力顏料可「自發聚合」(spontaneous polymerization),所以無需照射 UV 或 LED 光線,常與延長甲片搭配使用。[4], [12]

延長甲片

延長甲片(nail extensions)除了美觀,也能矯正變形的指甲,但最好不要裝太長,免得意外讓指甲和下面的皮膚(甲床)分開,造成「甲床剝離」(onycholysis)。 [5]

延長甲片能矯正變形的指甲,但最好不要裝太長,免得造成甲床剝離。圖/PubMed

指甲拋光機

指甲拋光機(nail drills)又稱「指甲打磨機」,常用於卸除美甲雕塑,若操作不慎,容易傷及周邊皮膚,或穿透指甲。[5]

去光水

去光水(nail polish removers)的主成份丙酮,可能造成指甲脆化和「刺激性皮膚炎」(irritant dermatitis)。為避免傷害指甲質地,建議每週最多使用一次。[5]

指緣軟化劑

指緣軟化劑(cuticle removers)裡頭的氫氧化鈉(sodium hydroxide),會激起某些人皮膚的發炎反應,而且指緣其實本來就不應該被去除。[5]

黏貼型美甲產品

被黏貼型美甲產品(stick-on nail dressings)封住的指甲,可能因暫時的「過度水合」(overhydration)而變薄。黏貼時使用的瞬間膠(cyanoacrylate glue,又譯「三秒膠」),會產生「放熱反應」(exothermic reaction),因此偶有全層皮膚燙傷的案例不幸發生。此外,在拆卸黏貼型美甲產品,清潔指甲底下的空間時,要小心別使甲床剝離。[5]

結語

最後,塗抹顏色或黏貼裝飾,都會妨礙醫師觀察指甲。例如:有一名婦女 30 年前曾注意到指甲有異常的條紋,但她不以為意,只是一直用指甲油覆蓋。等情況嚴重到無法掩飾,才被醫師診斷出「黑色素瘤」(melanoma)。此時,病灶已經由皮膚表層向下深入 0.42mm。[4]

閱讀完一長串的健康危害之後,您是否好奇頂尖美甲藝術家怎麼對待自己的指甲?「近來,比起延長甲片,我更崇尚天然」,Juan Alvear 坦言:「因為服務客戶時,我的指甲總是被磨到或刮傷。」[1]

參考資料

  1. Nail Files: Juan Alvear on Why “Cutesy Toes” and “Spiky Nails” Do, In Fact, Go Together
  2. 浮誇系美甲當道!2021 年夏季美甲師最愛的出人意表 27 個美甲趨勢
  3. 最噁爛美甲……把活螞蟻關進指甲 還瞎扯:牠們有在呼吸
  4. Reinecke, J. K., & Hinshaw, M. A. (2020). Nail health in women. International journal of women’s dermatology6(2), 73–79.
  5. Dinani, N. & George, S. (2019). Nail cosmetics: a dermatological perspective. Clin Exp Dermatol, 44: 599-605.
  6. Nail Changes
  7. Chemotherapy side effects: physical changes
  8. Nail Hardeners vs. Nail Hydrators: Which Works Best for Brittle Nails?
  9. 美容作業人員有機溶劑暴露及通風設施改善與管理探討─以美甲人員為例
  10. Trending – Nail Polish
  11. Rieder, E. A., & Tosti, A. (2016). Cosmetically Induced Disorders of the Nail with Update on Contemporary Nail Manicures. The Journal of clinical and aesthetic dermatology9(4), 39–44.
  12. 壓克力高分子的應用
  13. What Is Gel Nail Polish Made of?
  14. Ask the Expert: Are the UV Lamps in the Dryers at the Nail Salon Safe to Use?
  15. 國際電腦漢字及異體字知識庫:胬

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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。