扶老攜幼自己的家人自己救：擬定災害之「家庭逃生計畫」——《打火哥的30堂烈焰求生課》

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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這是個從生活經驗中衍生出的成語。煽風，指煽動風勢；點火，指點燃火種。將火種點燃，再用扇子煽它，就會冒出火光。如今家家使用瓦斯爐，只要轉動開關，引燃瓦斯，就會冒出火來。火力大小，可以隨心所欲。然而從前可不是這個樣子。

章老師小時候，農村大多使用燒柴火的爐灶，城市大多使用煤球爐。章老師住在城市，讓我打開記憶的匣子，談談煤球爐吧。

煤球是用焦炭碎屑，調上些泥巴，用模子製成的短柱體，上頭有許多上下通透的孔洞。煤球爐是用紅泥或黃泥做的，爐壁很厚，有個火門，用來煽火。使用煤球爐時，先在爐內放些廢紙和劈碎的柴火，做為火種。再點燃廢紙，引燃柴火。待柴火燒旺了，再把煤球放上去，然後從火門用力煽風，煤球就會慢慢地點燃了。

使用柴火的爐灶，也是一面放柴火，一片煽風。如今到野外露營，也是點燃枯枝敗葉後猛力煽風。這個自古就有的生活經驗，不期然地衍生出成語「煽風點火」，比喻鼓動慫恿，藉以挑起事端。這個成語和「推波助瀾」、「興風作浪」的意思差不多。好了，讓我們造兩個句吧。

選舉期間政客們煽風點火，吸引選民們注意。

野心分子從旁煽風點火，釀成這次暴力事件。

扇風點火的科學原理

接下去要談談煽風點火的科學意涵。燃燒，其實是一種劇烈的氧化作用，所以必須要有氧氣。空氣中約含21%的氧，我們用力煽火，就是灌進更多的空氣，助長燃燒。

可燃物的燃點不一，有的低，有的高。以章老師小時候使用的煤球爐來說，作為火種的廢紙，用根火柴就能點燃，其次是劈碎的木柴，再其次是煤球。煤球那麼不容易點燃，如果煮完飯還沒燃盡怎麼辦？有辦法，只要關上火門，讓空氣進不去，氧氣供應不足，燃燒就會慢下來，變成將熄未熄狀態。煮下一餐時，只要打開火門，就會復燃了。

通常煮完晚餐，關上火門。第二天早晨，打開火門，在將熄未熄的煤球上，疊上一個新煤球，再連續煽風，就會引燃新煤球，然後用煤球夾，把舊煤球夾出來，換上新煤球。因此，新舊煤球套著用，不必天天生火。

章老師曾當過老師，有次學生不小心把酒精燈打翻了，引起實驗台著火，有人急忙去拿滅火器，章老師不荒不忙地用條吸滿水的大毛巾蓋上去，火立刻熄滅。這可不是變了什麼戲法，而是阻斷了氧氣所致。

燃燒，是可燃物與氧（助燃物）作用的結果。阻斷氧氣供應，可燃物就燃燒不起來了。滅火器有很多種，原理都是阻斷氧氣供應。

滅火器是1816年英國人曼比發明的，到了19世紀末，開始使用碳酸-硫酸滅火器。滅火劑是碳酸氫鈉（小蘇打）溶液，和一小瓶開口向上的硫酸。使用時把滅火器倒過來，硫酸和碳酸氫鈉混合，立即產生大量的二氧化碳，從噴口噴出來。二氧化碳非但不能助燃，噴出的泡沫還會阻斷空氣中的氧氣，火當然就燃燒不起來了。

求生隨堂考：

WOW！這是全亞洲最大的彩虹 party！音樂進入最高潮時，舞台兩側朝台下群眾噴灑出一片七彩的玉米粉煙霧。剎那間，七彩炫麗景象忽然成了一片火海，原本的歡呼轉為震耳欲聾的慘叫。如果你身在其中，身上沾染的彩粉燒了起來，這時你該如何讓身上的火熄滅？

A. 一邊拍打身上著火處，一邊盡快逃離此處。
B. 躺在地上，來回滾動。
C. 待在原地不動，雙手遮住臉。
D. 請旁人用手邊飲料幫忙滅火。
E. 請旁人用衣服幫忙拍打。

【答案請見文末】

現場直擊

一場號稱全亞洲最大的彩虹 party，現場滿是繽紛的七彩玉米粉，歌手在舞台上賣力演出，群眾們個個光著腳丫踩踏地上，在炫麗的燈光陪襯下扭動肢體。晚上八點半，派對進行到最高潮，台上工作人員索性打開所有加壓的彩粉鋼瓶，一股腦的向熱情的觀眾噴發，為這熱情的彩虹 party 畫下完美的句點。

忽然間，台下閃過一大片強烈火光，同時伴隨著轟然巨響，整個舞台邊緣遭烈焰吞噬。大家都還沒回過神來，現場已經多處起火，超過五百人捲入火舌之中，原本歡樂的舞池瞬間變成烈火灼身的人間煉獄。

痛苦掙扎的尖叫聲不斷響起，群眾爭先恐後逃離舞池。舞台前排已經有人昏迷倒地，有人被現場可怕的景象嚇得拔腿狂奔，還有人全身著火、奮力掙扎……。但悲劇之神仍不罷手，零星火焰持續引燃部分在地上飄動的彩粉，踩過的腳印揚起的火舌張牙舞爪，像是要把人們再次拖回這個煉獄。

消防局接獲報案後，緊急救護人員陸續抵達現場，滿山滿谷的傷者痛苦地哀號著，有的躺在地上，有的坐在游泳圈上或水桶、推車上，傷勢較輕微的人則泡在環狀戲水池裡降溫。地上充斥著一攤攤血水，彷彿控訴著這場悲劇是多麼的痛徹心扉！

出於善意的滅火，可能使他人傷得更嚴重。

二○一五年某日晚間，知名遊樂園發生極其嚴重的粉塵火災（不是粉塵爆炸），由於現場群眾幾乎身著泳裝且赤腳，當玉米粉塵瞬間燃燒時，全身上下都暴露在粉塵火焰中。

一批批救災、救護人員全速趕到現場實施急救及傷患後送，用盡一切努力進行搶救，希望從鬼門關前拉回每一條珍貴的生命。然而，這場火災最終還是造成十五人死亡、四百八十四人燒傷，是台灣有史以來最嚴重的大型活動災難事故。

意外發生後，電視新聞密集追蹤報導傷患的救治情況，更天天上演著如何究責活動廠商，以及哪位政府官員應下台負責。但我們最需要知道的應該是：假設自己當時在現場或未來遭遇類似情況，例如自己或旁邊的人身上著火，當下可以做什麼、又該避免做什麼。而在此近五百人傷亡的意外背後，又是什麼原因加劇了傷害的嚴重度？

逃生禁忌：著火逃跑如同火上加油

當身上著火後，人在疼痛或有生命危險時總會本能地想逃離現場求生，但以前述個案的情況來看，奔跑反而會造成空氣及粉塵的劇烈擾動。因為無論是奔跑或身體扭動、揮動肢體，都會加速新鮮空氣的供應，使身上的火勢燃燒得更劇烈。

另外，在奔逃的過程中，腳步會揚起原本疊積在地上的粉塵，引發燃燒，因此造成許多傷者的腿部、腳掌皮膚剝落，露出鮮紅的真皮底層。簡單地說，在那種情境下奔跑會帶動更多飛散的粉塵及新鮮空氣，加劇身上火勢的燃燒與擴大，如同火上加油。

不正確救援：錯誤滅火將加劇燒傷程度

看到有人身上著火而痛苦時，或許會覺得自己該做點什麼來救對方。那麼該用什麼方式救火呢？滅火器？用水潑？還是脫下衣物拍打？我們看看這些方式分別會發生什麼事。

首先，回到前面的案例。當時現場確實有人拿滅火器嘗試往台下滅火，然而噴出時帶動了強烈氣流，同時吹起地上堆積的玉米粉塵，結果滅火反成了助火。瞬間，被噴灑的區域從零星火苗變成一片火海，造成更多人受傷。

其次，當時的舞池是已抽乾的游泳池，根本沒有充足水源能直接浸泡，因此有人以手上的飲料淋在身上降溫。但如此微量的水碰觸正著火高熱的身體，不僅無法滅火降溫，水還會瞬間汽化為水蒸氣，進一步擴大燒燙傷區域，結果變得更嚴重了。

第三，當時有人脫下自身衣物想拍熄他人身上的火，但由於溫度太高而無法靠近，只能抓住衣服一角，隔著一段距離朝對方身上猛揮舞拍打。但這個動作就像奔跑會造成的影響，反而帶動更多空氣幫助粉塵燃燒，使得著火者身上的火燒得更旺盛。此外，由於拍打力道大，很容易黏住或撕碎傷者已燒傷的皮膚，造成更嚴重的傷害。

面對火災，儘管出於一片熱血或直覺去滅火，但錯誤的滅火方式將使他人傷得更重。

保命策略：摀住臉部，站在原地，不要亂動

逃跑很慘，滅火更慘，那究竟該怎麼辦？

玉米粉的粒子其實很小，雖然看起來燒得很猛烈，但很快就會燒光熄滅，而且它必須接觸到流動的空氣或飄散在空中才會燃燒。因此如果身上著火了，為了降低傷害就只能做一件事，即「摀住臉部，站在原地，不要亂動」，這是唯一最佳的生存策略。

• 「摀住臉部」是為了隔絕臉部周圍空氣，避免顏面燒傷，造成呼吸道、五官等損壞，並減少吸入性嗆傷。
• 「站在原地」是因為奔跑會加速空氣流動、揚起粉塵，造成身上火勢擴大。「不要亂動」也是避免因肢體揮舞，使得身上燃燒的粉塵再度與空氣接觸燃燒。

燒燙傷已經造成，但別再擴大嚴重程度，這是唯一能讓身上的火盡速熄滅、燒傷程度降到最低的方法。要注意的是，因粉塵造成身上著火絕不能採取「躺、滾」等動作，會因此掀起堆積在地上的玉米粉，原本身上的局部燒傷可能變成全身性燒傷。

【求生隨堂考解答：C】

——本文摘自泛科學 2019 年 9 月選書《打火哥的30堂烈焰求生課》，2019 年 7 月，遠流出版。