夏日防蚊大作戰：防蚊液真的都有用嗎？又該怎麼使用呢？

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。

A 編按：夜深人靜，惱人的嗡嗡聲伴我入眠，我試著用「物理方法」解決問題，但敏捷不夠的我，只是連續搧了自己好幾個巴掌，摸著紅腫的臉頰，我點起了床頭的電蚊香。

　

《用科學拯救怦然崩潰的髒亂，這樣的掃除你洗翻嗎？》專題為你介紹驅趕蚊子的各種方法，【化學或生物屏障】將介紹防蚊液的機制與捕食蚊子的動物，以及讓蚊子找不到你的「氣味隱形斗篷」！

「嗡嗡～嗡⋯⋯啪！」上一篇文章裡，我們整理了一些利用物理特性吸引蚊子並集中管（ㄆㄨ）理（ㄕㄚ）的裝置，如捕蚊燈、電蚊拍以及腿毛（？）。然而，驅蚊的方法百百種，除了這類型的物理防禦，我們還有魔法防禦；不是，我是說，其他實用或歪樓的妙招。

• 延伸閱讀：打斷蚊子從登陸到吸血的SOP，跟惱人的嗡嗡聲說掰掰！【物理防禦篇】

防蚊液為什麼能驅趕蚊蟲？

首先要談到的，就是大家比較熟悉的防蚊液或驅蟲劑 (insect repellent)。人的皮膚會排放二氧化碳與汗水等物質，進而吸引蚊子靠近，而這類化學製劑最主要的作用，就是干擾蚊子的嗅覺，從而阻止牠們獲取人們的身體資訊。如此一來，我們就能在蚊子大軍面前用招搖又機車的表情告訴他們：「你找不到我，ㄌㄩㄝ～」

雖說坊間的防蚊液各有千秋，每個品牌也都有他們獨特的配方，但終歸不出幾項有效成分。以人工合成成分來說，最常見的莫過於敵避（diethyltoluamide, DEET，即避蚊胺）和派卡瑞丁 (Picaridin)，這兩個成分同時也是美國疾病管制局 (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) 所建議最有效的驅蟲成分之一。^[1]

根據 CDC 官方資料，雖說含有 DEET 和派卡瑞丁的防蚊產品，普遍不會對一般人、孕婦甚至兒童的健康造成負面影響（尤其是 DEET，市面上能購得的濃度甚至高達 100 ％），然而，這些產品仍可能對皮膚造成不適，須謹慎使用。另外，這些物質會經由皮膚吸收並透過尿液排除，因此也不建議直接對皮膚塗抹，而是噴灑在衣服上，或至少隔一層乳液或底霜。畢竟，我們只是要讓蚊子無法分辨氣味，沒必要把自己搞得那麼不美味（Ｘ）。

純天然的選擇：精油

雖說這些成分確實能降低蚊子找到你的機會，然而，畢竟是要塗在皮膚上的東西，這些物質是否有效、可靠又安全，也是大家相當關心的事。

有些人對合成成分敬而遠之，並尋求植物精油的協助，像是檸檬、香茅、天竺葵、尤加利、丁香、苦楝油和薰衣草等，都是常見的驅蚊用油，加上口味選擇多，深受廣大民眾的喜愛。另外，美國國家環境保護局 (Environmental Protection Agency, EPA) 也列出幾種經測試可用在皮膚上的有效成分^[2]，如檸檬尤加利精油中所萃取出的檸檬桉醇 (p-Menthane-3,8-diol, PMD) 與貓薄荷（咦，養貓兼顧驅蚊？但重點是要種貓薄荷），當然也包含先前所說的 DEET 跟派卡瑞丁。

然而，每個人的身體對這些味道的「接受程度」不一樣，也不能期待每個人都熟諳精油化學，有些成分用多了甚至會損害肝臟，因此，直接使用有經過政府或 EPA 認證的噴防蚊液，還是相對保險的做法。

那些以蚊子為食的動物

如果你不是很擅長充滿神秘氣息的精油調配，或天生就不是個好園丁，種什麼死什麼，那你也可以評估自身狀況，養會吃蚊子的動物（千萬別指望天竺鼠，吃蚊子不是他們的工作，pui pui 才是）。不過，我真的不建議為了這個理由養一隻寵物，畢竟這是一個很大的責任，大家還是看看笑笑就好。

許多動物都會吃蚊子^[3]，像是紫崖燕 (Progne subis)、家燕 (Hirundo rustica) 等鳥類，或是藍鰓太陽魚 (Lepomis macrochirus)、紅耳龜 (Trachemys scripta elegans)、蝌蚪等魚類或兩棲類動物。如果心臟夠大、環境也允許的話，也許可以考慮養一些蝙蝠、蜘蛛、壁虎、蜻蜓等另類選擇。

石墨烯做的「氣味隱形斗篷」也能發揮防蚊奇效

有些人不僅不善於園藝，也不諳畜養之道，但這些都不打緊。如果你剛好是個愛好手作之人，不妨考慮看看接下來這個點子——氧化石墨烯 (graphene oxide, GO)。

美國布朗大學工程學院 (Brown’s School of Engineering) 研究人員在 2019 年時曾於《美國國家科學院刊》(Proceeding of the National Academy of Sciences, PNAS) 發表一項研究^[4]，他們讓受試者手臂皮膚部分暴露，並觀察實驗蚊蟲在一般紗布 (cheesecloth) 與塗有 GO 的紗布上，如何對眼前的鮮肉「大快朵頤」。

結果，蚊子大軍似乎對蓋著 GO 紗布的肉肉們敬謝不敏。研究解釋，由於 GO 是相當強大的分子屏障，基本上連氦原子都難以滲透過去，遑論 CO₂ 與汗水等吸引蚊子的化學訊號；也就是說，GO 的存在彷彿是一件「氣味分子隱形斗篷」，穿上它，蚊子就別想找到你。

另外，研究人員也在 GO 外部沾染汗水的氣味吸引蚊蟲叮咬，發現 GO 堅韌到無法被蚊子的口器戳穿，但如果讓 GO 薄膜吸收水分，它就變得比較柔軟，蚊子們就能乘虛而入。目前，研究人員仍在尋找穩定 GO 的方法，希望無論乾濕，它都能對抵禦蚊子口器的襲擊。不過能確定的是，如果不要白目把汗水塗在外面，穿上隱形斗篷蚊子根本也找不到你啊！（吶喊）

驅逐蚊蟲的方法與設備何其多，族繁不及備載，但它們的原理，主要還提高蚊子登陸＋吸血的難度。只要用對材料或方法，你也可以告別那些嗡嗡聲響不停的夜晚！

1. Mosquito Joe. “What Eats Mosquitoes? The Predators of Peskiness!” Mosquito Joe, 30 Jan 2020.
2. Centers for Disease Control and Prevention. “Protect Yourself and Your Family from Mosquito Bites.” Centers for Disease Control and Prevention, 7 Dec 2020.
3. Environmental Protection Agency. “Skin-Applied Repellent Ingredients.” Environmental Protection Agency.
4. Castilho, Cintia J., et al. “Mosquito bite prevention through graphene barrier layers.” Proceeding of the National Academy of Sciences, 10 Sep 2019.
5. Fullscopepestcontrol. “Animals That Eat Mosquitoes.” Fullscopepestcontrol, 2019.
6. “Insect repellent.” Wikipedia.
7. Pease, Jill. “UF study offers more evidence that DEET is a safe way to ward off mosquitoes.” UF Health, 26 May 2020.
8. Picaridin General Fact Sheet.” National Pesticide Information Center.
9. Siegmund-Roach, Sherilyn. “A Guide To Essential Oil Safety.” Herbal Academy, 6 Apr 2015.
10. 郭世文，〈關於蚊子的一些事〉，《科學發展》，2011 年 5 月。

本文由行政院環境保護署毒物及化學物質局委託，泛科學企劃執行

• 文／Tzeng Alex

白天出門踏青，被蚊子叮；晚上夜遊，被蚊子叮；這是位處亞熱帶與熱帶交界的臺灣人ㄟ日常。為了不被叮成紅豆冰，很多人都會在外出的時候準備防蚊液；但市面上百百種、讓人產生選擇障礙的防蚊液是真的都有效嗎？純天然的就比較好嗎？除了塗在身上或噴灑在環境中的防蚊液外，那些防蚊貼片、手環有功效嗎？就讓我們一起看下去吧。

防蚊液又稱為蚊蟲忌避劑（Repellent），在西元前五世紀古希臘歷史學家希羅多德（Herodotus）記載埃及的漁夫會使用植物精油避免被蚊子叮咬¹，在印度以及羅馬帝國時代也都有紀錄植物精油作為防蚊液的使用；至今有 37 種植物被記載具有驅趕或避免蚊蟲叮咬的功能²。

在第二次世界大戰時，為了保護軍人免於蚊蟲疾病的危害，在 1942-1947 年間共篩選超過 6000 種化合物用於防止蚊蟲叮咬²，這當中最為有效的化學物質就是現今常聽到的「敵避」又名「待乙妥」（diethyltoluamide，縮寫 DEET）。之後也發展出了像是派卡瑞丁（Picaridin）、伊默寧 （IR3535）以及可由檸檬桉中萃取的必安敵（PMD）等化學物質，這些皆是目前被確認有效的蚊蟲忌避劑成分³。

不過現今臺灣市面上能夠購買到的防蚊產品的有效成分僅有敵避（DEET）、派卡瑞丁（Picaridin）以及必安敵（PMD）。敵避及派卡瑞丁在臺灣列屬藥品管理，在商品上市前皆需審查效用與安全性（並另區分為人用藥品與環境用藥）；含有必安敵的植物萃取物或精油製成的人用防蚊液目前屬於一般商品。如果在挑選時不放心，可以盡量選擇經由相關政府單位核發許可證字號的產品 ^註。

防蚊液天然的尚好？有「有效成分」才有用！

然而，要判斷一項防蚊產品是不是有效的，不只要注意「有效成分」還要注意其「時效性」以及劑量。

有效成分是指具有驅趕或避免蚊蟲叮咬的化合物，像是前述的敵避、派卡瑞丁、伊默寧、必安敵，皆屬於有效成分。由植物精油製成的防蚊液則是透過萃取獲得特定植物內的有效成分如必安敵（PMD），以達到防蚊效果。因此在防蚊液中的有效成分濃度，決定了防蚊效果與時效性。舉例來說，市售商品化的 10% PMD 約等同 7-10% DEET 的 2 小時防蚊效果，但一般的檸檬桉精油通常僅含有 2-3% 的 PMD。也就是說，單純塗抹檸檬桉精油，防蚊時效可能僅只有數分鐘到數十分鐘的效果，因此使用精油類防蚊液需注意時時補充使用。

除了塗在身上的防蚊液外，防蚊貼片、手環、扣環有用嗎？

塗抹在身上的防蚊液，基本上是直接將能夠防蟲的成分塗抹在想要保護的地方，作用距離短；防蚊貼片、手環這些產品需要凌空涵蓋的保護範圍較大，以我們剛剛介紹的有效成分，是有可能做到的嗎？

目前在研究上被公認的四種有效成分：敵避、派卡瑞丁、伊默寧、必安敵，目前都還未有明確的作用機制，僅有敵避被確認能夠與蚊蟲觸角上的嗅覺受器結合⁴。但這些有效成分的作用距離其實非常短；筆者曾經實際測試，將半隻手塗抹含有敵避的防蚊液，伸入蚊子的飼養箱內，沒有意外地，蚊子全部停到了沒有塗防蚊液的另外半隻手上。以我們目前所知，使用防蚊貼片、手環、扣環很可能無法提供足夠的保護；此外貼片、手環、扣環的設計也會容易受到所處環境的氣流干擾，使其效果更差。

夏日防蚊該怎麼做？

面臨夏日防蚊大作戰，除了使用「化學作戰」，稍稍了解蚊蟲的習性，我們可以做的還有更多。

實際上蚊蟲會進行寄主搜尋（Host seeking）找尋可吸血的寄主動物，遠距離靠著二氧化碳形成的氣味走廊，近距離時會靠著體表的揮發性化合物、顏色、體溫來決定吸血對象（詳見延伸閱讀：蚊子的咬人三部曲──二氧化碳、視覺、熱度），因此穿著淺色衣物（長袖、長褲或外套）進行物理隔離是非常重要的防蚊措施。

而配合採取的化學措施，則是使用具有有效成分的防蚊液了。使用防蚊液時要遵守相關注意事項，在裸露的皮膚處均勻塗抹，但須避免沾染到眼睛、口腔等部位並且不可塗抹到衣物上。而臺灣最常見的防蚊有效成分「敵避」，在低濃度的劑量下約可持續 2 個小時，2 到 4 小時補充塗抹，如果有活動流汗則適時補塗即可。在使用上，含「敵避」的防蚊液還需注意，不可與防曬乳液混合或同時使用塗抹，最少 2 次塗抹需間隔 5-10 分鐘。

選擇有許可證的防蚊液，注意使用對象與適用濃度

臺灣現行市面上，含敵避與派卡瑞丁成分的防蚊液可分為適用於皮膚表面的「人用藥品」（包裝有衛福部核發許可證）與噴灑於環境或人體皮膚的「環境用藥」（包裝有環署衛製字或環署衛輸字），如為合法產品，均有經認證的許可證字號供查詢；含有必安敵類的人用防蚊液目前主要被歸類為精油類，屬於一般商品，要注意其有效成分濃度、並且適當補充才能達到防蚊效果。

此外，各國對於孩童在防蚊液的使用上，皆建議小於 2 個月的嬰兒避免使用任何的防蚊液。由於孩童皮膚吸收防蚊有效成分的速率與成人不同，並且身體能夠承受的劑量也較低，所以在年齡稍大一點的孩童各國則有不同的規範及限制。一般來說，6 個月以上的孩童可使用低濃度（<10%）的敵避、伊默寧及派卡瑞丁^{5, 7,8} [5,7-8]，而必安敵則建議三歲以上孩童才可使用 ^7,8，若要塗抹在孩童臉部，則必須由成人先噴灑在手心再小心塗抹至孩童臉部，另外非常重要的是年紀較小的孩童時常會把手放進嘴巴裡，記得千萬不要把防蚊液噴孩童手上避免誤食防蚊液。對於懷孕及正在哺乳的媽媽，則是在懷孕的前 3 個月避免使用防蚊液，之後則是建議使用敵避用於防止蚊蟲叮咬 ⁵。

倘若前往瘧疾、登革熱、黃熱病等蚊媒疾病疫區建議使用有效成分濃度較高的防蚊液，在臺灣的藥局能夠買到的是含有 30% 以上的敵避以及 20.6% 派卡瑞丁的防蚊液，正確選用防蚊液不僅能夠有效預防蚊蟲叮咬，也能夠降低叮咬所帶來疾病風險。

延伸閱讀

泛科學《蚊子的咬人三部曲–二氧化碳、視覺、熱度》

1. Charlwood D. (2003) Did Herodotus describe the first airborne use of mosquito repellents? Trends Parasitol. 19:555–556.
2. Maia MF, Moore SJ. (2011) Plant-based insect repellents: a review of their efficacy, development and testing. Malar J. Mar 15:10.
3. Lupi E, Hatz C, Schlagenhauf P. (2013) The efficacy of repellents against Aedes,
4. Anopheles, Culex and Ixodes spp. – a literature review. Travel Med Infect Dis. 11:374-411.
5. DeGennaro M. (2015) The mysterious multi-modal repellency of DEET. Fly (Austin). 9:45-51.
6. Islam J, Zaman K, Duarah S, Raju PS, Chattopadhyay P. (2017) Mosquito repellents: An insight into the chronological perspectives and novel discoveries. Acta Trop. 167:216-230.
7. United States Environmental Protection Agency

註：相關產品列表（點圖放大，更新至 2018 年 5 月）

1. 衛生福利部核准含有敵避（DEET）的「人用藥化學防蚊液」（資料來源：西藥、醫療器材、含藥化粧品許可證查詢）
2. 環保署核准含有敵避（DEET）的「環境衛生用藥」（資料來源：行政院環境保護署環境用藥及病媒防治業網路查詢系統）
3. 環保署核准含有派卡瑞丁（Picaridin）可用於人體皮膚 的「環境衛生用藥」（資料來源：行政院環境保護署環境用藥及病媒防治業網路查詢系統）