足球賽前國歌唱得越熱情就越有機會贏？關於世足國歌的那些事

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

鬱期（depressive episodes）心情低落，稍嫌冷感；躁期（manic episodes）無故亢奮，興致勃勃。雙極性疾患（舊稱「躁鬱症」；bipolar disorder）下的性慾起伏，他早都經歷過。然而，這次前所未見的打擊，令他無助、沮喪、心急如焚。葡萄牙 Magalhães Lemos 醫院的精神科醫師，全都看在眼裡，勢必得與他堅定攜手，共同面對。^[1]

時年 33 歲的男子，原本僅服用抗精神病藥物喹硫平（quetiapine），控制雙極性疾患的病情。醫師為了預防復發，便於 2020 年 2 月 14 日，西洋情人節當天，首次加開情緒穩定劑鋰鹽（lithium），每日 400 毫克。同年 3 月 7 日，劑量增加至每日 1 公克。只是醫師的一番美意，竟帶來重挫士氣的不良反應：5 月 26 日回診時，男子抱怨過去一個月，性行為的表現不如以往。^[1]

早洩

舉凡異常的性慾、勃起和射精等，都是男性性功能障礙。其中最為普遍的早洩，讓有些患者避免發生親密關係。^[1]男人要達到性高潮並射精，快者僅需 1 分鐘不到，慢的則超過半小時；而平均值約在 5 到 7 分鐘之間。^[2]根據《精神疾病診斷與統計手冊》第五版（DSM-5），在陰莖插入陰道後 1 分鐘內射精，且總是無法控制或延緩，即可視為早洩（premature ejaculation）。^[1]（男同性戀的幸福是不是被忽略了？）

本案的苦主近來都不用 1 分鐘就射了，既符合診斷條件，又遠低於個人的常態基準。^[1]局部性麻醉劑能夠延緩射精，^[2]但他自行購買塗抹，卻毫無效果。精神醫師排除嗑藥、壓力、發燒、高血壓、糖尿病、血脂異常、前列腺炎，以及勃起障礙等，各種干擾性功能的肇因。最後，推測或許是鋰鹽的副作用。^[1]

鋰鹽

會導致性功能障礙的精神科藥物繁多，難免降低病患長期用藥的意願。男性體內，與射精有關的神經傳導物質，包括：血清素（serotonin；5-HT）、多巴胺（dopamine）、催產素（oxytocin）、伽馬氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid；GABA）、腎上腺素（adrenaline）和一氧化氮（nitric oxide）等。整體來說，射精主要靠多巴胺促進，並由血清素抑制。基於對此二者的影響，喹硫平理論上會延遲射精；而鋰鹽則有導致早洩的危險。鋰鹽如果再與苯二氮平類藥物（benzodiazepines）並用，造成性功能障礙的機率更高。^[1]

治療

鋰鹽觸發的早洩，有下列幾種改善方法：^[1]

1. 心理教育：從認知層面，克服心理屏障，再學習觀察並運用性衝動的生理訊號。^[3]
2. 行為治療：自慰到快射就停止的欲射又止（start-stop）；^[3]以及想射時，就輕掐近龜頭處的停頓擠壓（pause-squeeze），^[4]都是練習延緩射精的技巧。^[1]
3. 藥物治療：選擇性血清素抑制劑（selective serotonin reuptake inhibitors，簡稱SSRI）能對抗早洩。身為歐洲唯一核准用於此症的SSRI，^{[1, 2]}必利勁（商品名Priligy；學名dapoxetine）能在口服1小時內，達到最高血漿濃度，^[5]並將射精拖延個1到1.5分鐘。^[2]同時，也會減低性慾，還有血清素症候群（serotonin syndrome），這種罕見卻致命的副作用。^[1]
4. 調整藥物：減少劑量，或者性交後才服藥。^[1]

醫師不想冒著雙極性疾患復發的風險，調整男子此時的精神科常規用藥：每日150 毫克的喹硫平和1公克的鋰鹽，於是採用上述的前三種方法。不過男子回診時，表示害怕副作用，所以完全沒碰必利勁。後來醫師在他精神狀態穩定的情形下，又將鋰鹽的劑量緩慢降回400毫克。男子總算重振雄風。^[1]

參考資料

1. Almeida PA, Caldas F, Melo IH de, et al. (2023) ‘Premature Ejaculation after Lithium Treatment in a Patient with Bipolar Disorder’. Case Reports in Psychiatry, 6156023.
2. Germany’s Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG). (12 SEP 2019) ‘Premature ejaculation: Overview’. InformedHealth.org.
3. Ventus D, Gunst A, Arver S, et al. (2020) ‘Vibrator-Assisted Start–Stop Exercises Improve Premature Ejaculation Symptoms: A Randomized Controlled Trial’. Archives of Sexual Behavior, 49, 1559–1573.
4. ‘Premature ejaculation’. (14 JUL 2022) Mayo Clinic.
5. ‘Dapoxetine for premature ejaculation’. (2013) Australian Prescriber, 36:212-8.

公寓裡的陣陣呼救，劃破了 2016 年 8 月某個寧靜的早晨。這裡雖然是倫敦，但住戶、受害者與嫌犯，全都來自波蘭。^[1]

時年 25 歲，高 184 公分，重 72 公斤的波蘭男子 A，當時在地面層的自家臥房，被刀子砍傷。他擠過狹小的窗戶，落在前門的台階上，再從人行道逃脫。監視錄影器拍到同棟的住戶 B 與對街的鄰居 C，正離開該公寓，並朝著反方向走去。同時，幾名住戶聽到喊叫前來關心，但應門的卻是與 A 同住的 D。^[1]

不久，D 尾隨 A 出去。倒是 B 返回公寓，進入 A 的房間，一下站上沙發，一下又沾染 A 的血跡，踩出鞋印。另一頭，A 蜷曲在一輛停靠路旁的車後大聲求救，然後移動到距離自家 60 公尺外，位於別條街的住宅前倒下。裏頭的人聞聲出來察看，只見他癱在階梯上的血泊中，被血液浸漬的 T 恤則掉在身旁。^[1]

警方的假設

警方沿著血跡，一路從陳屍地點，追溯到 A 的家，並做出下列假設：

1. A 被攻擊的範圍僅限臥室。^[1]
2. 他身上所有的傷，都是在室內造成的。^[1]
3. 血跡顯示其路徑，且某部份能用監視錄影的紀錄佐證。^[1]

血斑型態

鑑識人員在公寓內找到幾種不同型態的血斑：

1. 沾有血液的表面碰觸其他物體時，會產生所謂的轉移血斑（transfer bloodstains）。^[2]在這個命案中，是混雜著頭髮，抹在床邊的牆上。^[1]
2. 血液受外力作用而四散的噴濺血斑（spattered bloodstains）。^{[1, 2]}
3. 在吸附性材質上才會有的滲透血斑（saturation bloodstains），^[2]則是集中在臥室裡的床墊上，顯示許多衝突都在那裏發生。^[1]

有別於室內，在窗檯以及逃脫的路途上，僅有幾滴受重力作用產生的滴落血斑（drip bloodstains）。^{[1, 2]}然而從保險桿上的血跡可見，當他躲到車後，失血量就已經開始增加。最後，在陳屍地點附近，他的血液更是宛如泉湧，^[1]不乏經口鼻噴出的吐氣血斑（expiration bloodstains）以及受到壓力而噴發的噴射血斑（projected bloodstains）。^{[1, 2]}

驗屍報告

A 的頭、頸、左肩、左腕以及右前臂，有多處刀傷。後腦勺的銳器創傷（sharp force trauma），能對應到公寓裡的血跡。最致命的一刀，約有 14 公分深：從頸部左側進入，穿過肌肉和氣管，並割斷右頸動脈。呼吸道與肺部，有被吸入的血液。另外，他身上其他地方，也不乏鈍器創傷（blunt force traumas）。至於 A 體內的微量大麻和安非他命，則被認為濃度不足以影響案情。^[1]

法庭判決

B、C 和 D 三個人，均被檢方以謀殺罪嫌起訴。B 表示，他目擊 D 在臥室裡刺傷 A，於是離開公寓。他事後又回來找 A，才會留下足跡。不過，因為 B 與 C 曾向警察撒謊，所以 B 對 D 的指控在庭上不具說服力，反而只是證明自己也在場。六個禮拜的訴訟過程中，B、C 與 D 都被認定案發時在 A 的臥室裡，而所有的刀傷也都在那裏發生。陪審團投票以 10 比 2，判決 B 和 C 有罪；但 2 次投票無法對 D 的部份達成共識，後者因此被無罪釋放。^[1]

然而，事情就到此結束了嗎？

血跡分析及全案重審

有一個新的專家團隊，重新檢視證據，並提出與判決迥異的看法。首先，在臥房裡慘遭割頸的 A，不可能在逃離公寓時只滴一點點血。他要嘛失血過多，幾分鐘內便休克倒下；要嘛全程用手加壓，結果血液流進氣管，難以呼吸，還會在室內和窗檯上製造出現場沒有的吐氣血斑。更何況監視錄影有拍到，他在街上雙手下垂，沒有摀住脖子。公寓內的血跡，則是頭部與背部流血所致，和頸部的致命傷無關。^[1]

其次，喉頭的刀傷會防止大聲呼救，但他卻叫到驚擾整棟樓房。此外，從吐氣血斑和噴射血斑的地點，可以推論關鍵刀傷發生在陳屍處附近，而非公寓裡。換句話說，根本不在那裏的 B 與 C，絕非殺死 A 的兇手。^[1]

基於新的證據分析，2021 年 1 月 B 和 C 的判決被撤銷，全案重審。同年 8 月，英國中央刑事法院（Central Criminal Court）放兩人回波蘭，與家人團聚。^[1]

參考資料

1. Grey S, Lartey J, Millington J, et al. (2022) ‘An avenue to miscarriage: a case report’. Forensic Science, Medicine, and Pathology.
2. 〈常用鑑識名詞對照表〉社團法人臺灣鑑識科學學會（Accessed on 14 OCT 2022）