為什麼衛生棉可以做到「超乾爽不外漏」？

電影中的庫伊拉，穿著厚重白色皮草，踩著紅色高跟鞋，盛氣凌人的模樣令人印象深刻。在電影《101 忠狗》中，他居然提議要收購 15 隻剛出生的小狗並做成狗皮大衣！

在如今動物保護意識高漲的社會氛圍中，許多時尚品牌都拒絕使用天然皮草作為服飾和配件的原料。除此之外，許多新聞媒體報導，飼養場裡的水獺、銀貂、兔子等動物被豢養在非常惡劣的環境。空間極為狹小，導致四肢無法正常伸展而變形、排泄物都堆積在籠子下方，惡臭無比、長期累積的恐懼讓動物們只要看見有人靠近，便會退縮到角落。

除此之外，殘忍的取皮過程也讓人頭皮發麻（上網 Google 就知道了，超可怕！晚上會做惡夢！），諸如此類的場景被社會大眾看見後， 便更加鼓吹天然皮草的不正當性，甚至有時尚名模為此喊出「I’d Rather Go Naked Than Wear Fur 」 的口號。逐漸地，隨著時代的推進和觀念的轉變，取而代之的是人造皮革的起飛。

雖然人造皮革的耐用性不比天然皮革，但是仍擁有許多天然皮革沒有的優點，例如：重量較輕、價格便宜、品質均一、花紋以及樣式較為多元等等，讓人造皮革逐漸的在時尚產業佔有一席之地。

人造皮革的發明減少了動物的苦楚，人類的文明也有了一大躍進，似乎解決解決了一大問題。但我們很可能忽略了人造皮革帶來的危害。

人造皮革是什麼？

人造皮革是一種「高分子材料」，在某些產品的包裝，我們會看到成分標示上寫著「聚 XXXXX」的成分，這些「聚 XXXXX」的成分都能統稱為高分子材料。

從微觀角度來看，高分子（polymer）是非常多個單體（monomer）透過化學反應，聚合在一起所形成的巨大分子。例如，葡萄糖是單體，而澱粉是高分子。葡萄糖透過化學反應形成鍵結，將葡萄糖分子串聯在一起，並形成澱粉。所以，如果把澱粉顆粒放大來看，會發現裡面聚集非常多長鍊的葡萄糖。

高分子材料的分子量可介於幾千到幾百萬，不同原料和不同分子量的高分子在機械性質（例如：硬度、彈性）或者應用範疇上會有所差異。市場上最常見的兩種人工皮革材料，是聚氨脂（PU）以及聚氯乙烯（PVC）。聚氨脂（PU）的機械強度高、耐磨損性佳，因此經常使用在輪胎、鞋底。而聚氯乙烯（PVC）由於便宜且易於加工，因此產品種類非常多，從保鮮膜、水管、玩具等等都可以藉由聚氯乙烯（PVC）生產而得。透過製程的設計，這兩種原料所合成的皮革，觸感和真皮最為相似，因此被廣泛使用。

在工業上，單體（monomer）原本是粉末的型態，必須透過一連串的化學反應，才能把單體一個一個串聯起來，把原本粉末的狀態轉變成人造皮革上的樹酯層。工人會將粉末倒入鍋爐、加入化學溶劑，並且根據最終產品的需求，例如：觸感、柔軟度、光澤等等，加入不同的添加劑，形成高分子溶液（樹脂層凝固前的前身），最後再藉由自動化設備進行一連串的製程，完成皮革的製作。而這些添加物與化學溶劑，正是危害環境和人體的主要原因。

怎麼做出人造皮革？

人造皮革主要是由三個部分組成：基底層、黏著劑以及樹脂層（PU 以及 PVC 等）。工廠所製造的 PU 以及 PVC 是人造皮革的最外層。

在製程的一開始，我們在機台上進行「塗布」，作為皮革的基底層。烘乾後，在基底層上方「上糊」，意即把高分子溶液（單體粉末、化學溶劑、可塑劑（plasticizer）、穩定劑（stabilizer）和黏著劑的混合溶液 ）塗在基底層上方，形成皮革最主要的樹脂層，此時的皮革已經完成了大半。接下來，陸續進行再次「烘乾」、「印刷」以及「押花揉紋」等等程序，就完成了人造皮革。在這裡要特別注意的是，幾乎每個步驟都會產生有毒氣體以及殘留有害物質在皮革當中。

那些生產過程中，不可忽視的毒害

舉例來說，無論是濕式或是乾式製程，高分子溶液最常使用的溶劑是二甲基甲醯胺（N,N Dimethylformamide, DMF）。對於大量暴露在 DMF 溶劑下的工人來說，可能會造成頭暈、嘔吐等等身體不適的症狀。而且，根據台灣及韓國的學術機構研究，在濕式合成革廠中，有超過三成的工人體內 DMF 的含量是超過法令規範，對於勞工安全造成非常大的威脅。除此之外，極性高的特性使得它難以揮發，必須用大量的清水進行清洗，造成能源的消耗以及廢水的排放，對環境的傷害不可忽視。

另外，可塑劑（plasticizer）的添加把原本 PU 和 PVC 從又脆又硬的塑膠轉變成了柔軟的皮革。常見的可塑劑有鄰苯二甲酸二（2 – 乙基己基）酯（Di（2 – ethylhexyl）phthalate, DEHP），許多研究都指出高劑量的 DEHP 對人體的肝臟等器官造成危害。美國衛生與健康服務部（Department  of Health and Human Services, DHHS）也建議 DEHP 可被歸類為人類致癌物質。

在 PVC 皮革中，由於單體的不穩定性，因此必須添加穩定劑（stabilizer）來防止皮革受到光線照射後釋出氯自由基，造成皮革的崩解。而常見的穩定劑有鉛、鋅等等的重金屬，對於環境和人體都有一定的影響。最後，當大量 PVC 皮革進入焚化爐，會產生大量 HCl 氣體和戴奧辛（Dioxins），這些物質都會對呼吸道系統等產生一定的傷害。以上提到許多皮革製程對於人體以及環境的威脅，除此之外，PVC 和 PU 等高分子也屬於石化產業，在眼下，如果繼續使用石化原料做為皮革的來源，在未來的日子，當石油能源枯竭後，產業是否受到影響？

人造皮革的利與弊，該如何取捨？

雖然，科技的進步讓皮革的製作成本大幅下降，而且讓動物們免於不人道的虐待，但是，工業的製程卻讓人體和環境暴露在有害物質當中。雖然目前，工業上已推出汙染較低的的製程，但是生產工藝和設備還不夠普及，仍然無法完全取代傳統的生產模式。

在高度工業化的 21 世紀，要讓生產效率、成本、利潤以及人類福祉達到平衡確實是件不容易的任務。希望在未來，工廠所採用的製程把對工人、消費者和環境的傷害降到最低，在這之前，除了企業要秉持社會責任，避免出售有害物質超標的商品，政府機關更應該為民眾嚴格把關。

參考資料

1. PU、PVC 對人體的威脅
2. DEHP 應列為致癌物質

國民法官生存指南：用足夠的智識面對法庭裡的一切。

「為了虛無飄渺的未來，典當了現在。」這種無力感每個月會出現兩次：一次是繳房租的時候，另一次是月經造訪。面對這些事，難免會有些怨嘆，畢竟不是所有人都要繳房租和經歷生理期的。

尤其是這位「好朋友」，會強迫你早上洗內褲睡衣床單、毀了你計劃好久的出遊、打亂你整日的工作節奏，又腹痛又讓你提心吊膽的折磨身心，每個月還要為它編列預算買生理用品，更別說一些傳統習俗覺得此事晦氣。這算哪門子的朋友？也真是莫名其妙的世界。

更想對天發問：為何要有月經？這耗能、讓人不舒服、大多數動物都沒有的生理現象，到底有什麼意義？

人類為什麼會有「月經」？古早時代有人覺得很晦氣

是的，不說不知道說了嚇一跳，其實大多數的哺乳動物都是沒有月經的。只有包含人類的靈長類動物、少數的蝙蝠和象鼩是有月經週期的。

人類月經週期的行經期，每次大約3~7天左右，都會讓女性流失30~90毫升的經血。這不僅耗能，生理期間的不舒服和留下血液，其實也都不利生存，那到底為何會有月經的存在？如果月經在演化上是有意義的話，那為什麼其他動物不也一起選配呢？

這個問題許多研究者也很感興趣，並在不同年代提出了不同的假設。不過早期的研究視角，有些富含濃厚的月經禁忌色彩。

在1920年時，貝拉‧希克 (Bela Schick)  醫師提出了有名的「經期毒物(menotoxin) 理論」，認為經期是女性排出有毒物質的過程。在 1919 年時希克做了個現在看來相當荒謬的實驗：他讓經期和非經期的女性去處理鮮花和製作麵團，然後「發現」正在經歷生理期的女性使花朵枯萎了、月經毒物還抑制了酵母生長使麵糰無法發酵，這系列實驗成了「經期毒物」研究的濫觴。

後續相關的研究還有：將經血注入到大鼠身體中，發現會造成大鼠死亡；用經期女性的靜脈血去種植植物，來確認「經期毒物」對植物造成的影響等等。更糟糕的是，後來還擴及到所有初經來潮後絕經前的女性。在當時，有研究和案例報告認為，經期毒物不只存在於經血，也存在於女性的靜脈血、汗液和母乳當中，因此哺乳期間發生的哮喘、絞痛等現象，有可能是母乳中的經期毒物引起的。

直到1974 年在 《刺胳針》(The  Lancet) 等知名期刊上，還可以看到關於經期毒物討論一些植物枯萎現象到底是不是月經所造成的。經期毒物的相關研究至少持續了60多年，1970年代還有許多科學家如火如荼的在尋找這會影響植物和女性情緒的物質到底是什麼。

私心覺得，這一系列的實驗如果是近代才做的話，應該很有機會得搞笑諾貝爾獎啊！（啊哈哈哈哈哈）

雖然謝天謝地關於月經毒素的研究沒有延續到當代，但認為月經是「不潔的」、是必須被排出的視角隱約仍影響著後世的研究者們。1993年 Margie Profet 認為月經的功能是防禦精子攜帶的病源體感染子宮，即月經是一種定期排出精子帶來的病原體的機制，「不潔的」一方便成了男性，這在當時被認為是「激進」的觀點。不過這個假設缺乏證據支持，月經前子宮內的致病微生物並沒有多於經期後，甚至有一些研究發現，月經期間由於經血富含細菌喜歡的營養，反而感染風險增加。1994年 Clarke 提出，月經是排出不必要胚胎的一種機制。

但你有沒有想過，會不會月經的出現只是偶然而非必然呢？

月經，可能是子宮和胚胎競爭關係下的副產物？

在2000年到來前，有其他科學家們提出了不一樣的假設，認為月經是演化的副產物，而非適應後的結果；也就是月經的出現並非目的本身，而是在走向其他目標的途中不小心造成的現象罷了。

1996年 Strassmann 的觀點認為，比起讓子宮一直都保持著內壁厚實能夠讓胚胎著床的狀態，不如週期性的拆卸再組裝比較省能源，因此有了週期性的月經週期。

1998年，Finn 則透過爬梳雌性脊椎動物生殖道的演化，提出了是因為胚胎和母體子宮共同演化導致了競爭，因此子宮以內壁增厚的方式來保護自己不受胚胎的侵入，因此才有了月經的產生。

2011年 Emera 等人的研究也認為月經是子宮保護自己、防止不良胚胎著床時所產生的副產物。其理論奠基於子宮內膜的變化完全是由女性體內的激素控制，而胚胎只能在子宮壁夠厚、且發育良好時才能在子宮著床。這有什麼意義呢？

讓我們先想想：胚胎要生長成胎兒期間需要攝取許多營養，這些營養是哪裡來的？大部分都是從媽媽身上搶過來的。因此，增厚的子宮內膜可說是保護母體的城牆，防止胚胎太過深入到子宮壁內，搶光了母體的資源。

那又為何要脫落、形成月經呢？自發性的蛻膜化 (spontaneous decidualization) 讓增厚的子宮內膜汰換更新，另一方面也藉此淘汰掉了有缺陷的受精卵，只讓有潛力發育的胚胎著床，避免女性浪費能量，投資在無法好好生長的胚胎上。

不同於其他大部分的哺乳類動物，子宮變化是由胚胎發出的訊息所觸發的，有月經週期意味著「懷孕」這件事雌性也有掌控權而非完全被胚胎控制，而「月經」則是母嬰拉鋸戰中所產生的副產物。

雖然仍無法拍板說月經之謎從此撥雲見日，但這個理論更好的解釋了生理期的意義。某種程度上，這或許也解放了女性「必須要有月經」這件事。

至於能不能不要有月經呢？就讓我們在下一篇《真．月經文》中來好好聊聊吧！

關於月經，還可以討論一千零一夜

關於月經，說上一千零一夜都還不夠啊！若你對這個主題意猶未竟，歡迎多給這篇文章光點，催更作者趕快寫下一篇，光點破百下週就更文章！

還有還有，若有你還有特別好奇的主題，歡迎留言，或是留下以下題目的編號，只要有題目超過五個人敲碗就來寫！

1. 可不可以不要有月經？
2. 生理期可以吃冰嗎？
3. 經痛有多痛？為什麼會經痛？
4. 月經會跟周遭的人逐漸同步嗎？
5. 生理期會水腫嗎？為什麼？
6. 安全期怎麼算？可靠嗎？
7. 一輩子要花多少錢在生理用品上？
8. 月經沒有來，除了懷孕還有什麼可能？
9. 生理期期間真的比較暴躁嗎？
10. 生理期減肥法有用嗎？

那我們就下一篇文章出現時再見囉：）

參考資料：

1. Helen King, “Menotoxin – when menstruation can kill?”. Wonders and Marvels. (2013).
2. Helen Evans Reid, “THE BRASS-RING SIGN”. The Lancet, 303(7864), 988. (1974).
3. M. F. Ashley-Montagu, “Physiology and the Origins of the Menstrual Prohibitions”. The Quarterly Review of Biology, 15(2), 211-220. (1940).
4. Margie Profet, “Menstruation as a Defense Against Pathogens Transported by Sperm”. The Quarterly Review of Biology, 68(3), 335-386. (1993).
5. Natalie Angier, “Radical New View of Role of Menstruation”. The New York Times. (1993).
6. B I Strassmann, “The evolution of endometrial cycles and menstruation”. The Quarterly Review of Biology, 71(2), 181-220. (1996).
7. C A Finn, “Menstruation: a nonadaptive consequence of uterine evolution”. The Quarterly Review of Biology, 73(2), 163-73. (1998).
8. Dyani Lewis, “Explainer: why do women menstruate?”. The Conversation. (2013).
9. Marilyn B. Renfree, “Why menstruate?”. BioEssays, 34(1), 1-1. (2012).
10. Dizzy In Science. 大姨媽究竟有什麼終極演化意義，才值得讓女性受盡了折磨？. 知乎. (2018).
11. Shreya Dasgupta, “Why do women have periods when most animals don’t?”. BBC. (2015).
12. Kate Clancy,“Menstruation is just blood and tissue you ended up not using”. Scientific American.

月經很髒還有毒？經期知識大蒐集！

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位

• 採訪編輯｜林婷嫻、美術編輯｜林洵安

三苯胺的應用

近年能源研究當道，但開源也別忘節流。例如，「三苯胺」高分子材料通電就會變色，可用來打造吸收光熱的智能窗，幫助室內降溫、節省冷氣使用，達到節能的目標。

先回到最初，為何會對「化學」有興趣？

你要聽官腔的回答，還是事實？國高中時，我對數學和化學都很有興趣，這兩科成績也比較好。當時班導師提醒我，高中和大學的數學是不一樣的，到了大學之後不見得會覺得有趣。

後來聯考沒有考好，最後分發的志願是暨南國際大學應用化學系，所以這條路也不算我自願的（害羞笑）。不過我本來就對化學很有興趣，那時候，我的夢想是像電影裡的瘋狂科學家，抱著對科學的熱忱，投入純粹的研究。

化學實驗沒做出來很痛苦，有做出來就有成就感，做得不錯就會越來越喜歡。

高三時，我覺得教科書裡提到的高分子（Macromolecule）很有趣，但當時已接近暑假的指考，沒機會學到太多。後來在暨南國際大學加入劉貴生教授的實驗室，這是專門研究高分子的實驗室，從那時候開始接觸偏向產業應用的高分子材料。

高分子研究，有哪些產業應用方向？

之前我在美國能源部的洛斯阿拉莫斯國家實驗室時，這個單位主要是依靠基金生存，但要拿到基金非常非常競爭，每個研究都需要跟時代潮流相關、走在產業方向的前端。

那時候我們挑了鋰電池來做，因為它跟能源應用的「儲能」相關，所以我現在的實驗室也研究如何用石墨烯 （Graphene)）打造鋰電池的陽極。

能源相關的研究，還有另一個分支是「節能」。

在這方面，我們實驗室研究的是一個很有趣的高分子，一種含有三苯胺的高分子材料，其化學式為 (C₆H₅)₃N。這種高分子可以變成很薄的薄膜，柔軟、可透光、只有奈米厚度，通電還能變色，這是很酷的事情，可以應用於建築的窗戶。

三苯胺高分子，為何通電後會變色？

（拿出下圖的分子玩具示範）三苯胺原本的結構，有點像直升機的螺旋槳；但通電後，結構會平面化，連帶改變三苯胺高分子的吸收光譜，並吸收部分可見光，因此從透明變成有顏色。

至於不同的三苯胺高分子，通電後會看到什麼顏色，是經過實驗累積得知的，目前已知的實驗結果可參考下圖的調色盤。

三苯胺高分子通電會變色，和節能有什麼關係？

因為含有三苯胺的高分子材料，厚度只有奈米等級，沒通電是透明的，我們就可以把它塗層在建築的窗戶上。

大熱天或西曬的時候，陽光會帶來光和熱，我們就能讓窗戶通電變色，透過變色後的三苯胺高分子塗層可隔絕光線和熱能，這樣室內冷氣就不用開那麼強。另外，不同顏色的智能窗，視覺上也是很繽紛的建築材料，就不一定要裝窗簾。

目前常見的三苯胺高分子材料應用，是汽車的防眩後視鏡。當駕駛員看到後面的車子開大燈，在後視鏡按個鈕，就可以將鏡子通電，讓後照鏡的塗層顏色變深一點來防眩。另外，波音 787 客機也配備類似的通電變色智能窗。

但為什麼三苯胺高分子材料製作的智能窗，現在一般建築不太常看到呢？因為製備成本太高了。不過這種材料很有趣，是我從大學一直做到博士班的題目，來到中研院仍然繼續研究它，未來還有很多應用潛能值得去嘗試。

延伸閱讀

• 顏宏儒的個人網頁
• 顏宏儒的實驗室網頁
• H. J. Yen,* G. S. Liou* “Design and Preparation of Triphenylamine-based Polymeric Materials Towards Emergent Optoelectronic Applications” Prog. Polym. Sci. 2019, 89, 250-287.
• H. J. Yen,* C. W. Chang, H. Q. Wong, G. S. Liou* “Cyanotriphenylamine-based Polyimidothioethers as Multifunctional Materials for Ambipolar Electrochromic, Electrofluorochromic Devices, and Fluorescent Electrospun Fibers” Polym. Chem. 2018, 9, 1693-1700.
•  H. J. Yen, G. S. Liou* “Flexible Electrofluorochromic Devices with the Highest Contrast Ratio Based on Aggregation-Enhanced Emission (AEE)-active Cyanotriphenylamine-based Polymers” Chem. Comm. 2013, 49, 9797-9799.

本文轉載自中央研究院研之有物，原文為太陽西曬，在室內也中暑？這招打造智能窗降溫，泛科學為宣傳推廣執行單位