認識有關債券上數字：一分鐘內算出「預估獲利率」──科普一下投資（二）

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

獲利永遠伴隨風險，高利率 ≒ 高風險

在上一篇〈認識有關債券上數字：一分鐘內算出「預估獲利率」──科普一下投資（二）〉中，簡單介紹了債劵資訊常會出現的幾個數字。

這次，我們將來看看究竟債券的誘人高利息是為何出現，而高獲利的背後又隱藏著那些需要承擔的風險呢？

原因一：債務時間

債主最怕債務人烙跑，債劵最怕公司違約。

通常來說，風險高的債劵，需要誘人的票面利率吸引投資者。因此高利率債劵的背後可能隱含：

• 到期年遙遠

  債務時間長，違約機會越大；因此需要高利率吸引投資者。

• 約定貨幣波動大

  貶值機率大的貨幣（如：南非幣），獲利空間可能被匯率侵蝕；因此需要高利率吸引投資者。

• 違約風險高

  尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑；因此需要高利率吸引投資者。

長年期債，少則兩年、多則長達數十年。對投資者而言，越遙遠的未來，代表越不確定的獲利。

因為可能出現公司危機 → 債劵違約；股市飆升 → 股市較債劵更誘人。因此債劵的約定時間越長，需要越誘人的票面利率吸引投資者，如下圖：

原因二：約定貨幣

匯率可是一直變來變去捉摸不定的

一般民眾可購買的債劵，多數以美金、南非幣、歐元、人民幣、澳幣等計價，不論買、賣、利息，都以該外幣運作。因此若約定的貨幣具高貶值風險，就必須有更誘人的條件才能誘使投資者冒險。

觀察下表 2019/10/25 的海外債劵資訊，可發現南非幣計價商品，票面利率都很高；相較於美元計價債劵、台幣定存等更加吸引人。

但高利率 ≒ 高風險，透過近十年匯率的變化，就能得知「為什麼南非幣的商品，利率都必須偏高？」的原因了，如下圖：

由數據可發現近十年裡，南非幣、美金和澳幣的表現，以美金波動幅度最低，同時抗貶值的能力最好。而南非幣的貶值、波動幅度驚人，若在 2009 年 11 月持有1萬南非幣的債劵，約等同 4 萬 4 千元台幣，但十年後的 1 萬南非幣債劵，僅等同約 2 萬台幣；該債劵價值縮水幅度超過 50%。

由上述可知，波動幅度大的貨幣，以此計價的金融商品都具有高風險，只能以高利率吸引投資者；而投資者也必須衡量匯率波動，以免「高額利息、縮水本金」的損失出現。

原因三：信評等級

我相信你是會賺錢的……吧？

最後一個可能影響票面利率的主要因素，是「外界對償還債務的信賴度」。

違約風險高→尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑；因此需要高利率吸引投資者。

「信賴度」是個極難量化的性質；不僅無法以單一數字分析、也不可能僅看近年的變化，就能看出企業的償債能力。

因此金融界演化三大組織，協助評估國家、企業等的信用評價；換句話說，有一群專家負責打分數，而投資者就仰賴這些分數決策投資（當然，信評制度並非絕對可靠；專家偶爾也會看走眼）。

以下是它們的信用評價分級表¹：

若信評跌落，該國或企業新發行的債劵，只能以較高的票面利率集資。

因為較差的信評勢必引起投資者憂慮，必須用高利率吸引投資。所以市面上部份債劵擁有極高的票面利率，其背後可能隱含著「在發行當時，該企業的償債能力不被信任」的意涵。

最後我們進行總結。票面利率 ≒ 違約風險，風險高的債劵，需要誘人的票面利率吸引投資者。

因此高票面利率，可能隱含著該債劵：

• 到期年遙遠

  債務時間長，違約機會越大。

• 約定貨幣波動大

  貶值機率大的貨幣，獲利空間可能被匯率侵蝕。

• 違約風險高

  尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑。

本文推薦多認識金融知識，但不推薦特定商品或投資方法。每個人的投資餘裕和風險容忍皆不同，並沒有人人皆適用的投資方式。

註1：等級定義來源以穆迪 (Moody’s) 信評的說明為本文介紹。

參考資料

1. 金融管理委員會—投資人投資高收益債券基金及新興市場債券基金應注意事項問答集

「每年穩定現金流入」、「到期保本回收本金」是債劵有別於股票的兩大特色

債劵是什麼？

債劵就是借據，載明「借錢的單位」、「借多少錢」、「約定利息」和「到期日」的憑證 ^{1, 2}。我未找到歷史上第一張債劵，但借據在文明的洪流裡，應是由來已久。

維基圖庫中可找到 1622 年由荷蘭西印度公司，及 1978 年由美國政府發行的債劵^註1，可發現到上述各要點。而在下圖、現行流通的台塑企業債劵，亦會載明「借錢單位」、「借錢總額」、「約定利息」和「到期日」等債劵要素。

債券投資的特色：穩定與低利率

時至今日，債劵已成為大型企業增加資金，甚至是各國政府刺激經濟的管道；而「購買債劵的擁有權」也成了民眾的理財方式。由於債劵屬「債務關係」，有別於股票的「投資關係」，因此債劵擁有以下的特性，使其成為穩定收益的投資方式^註2：

• 穩定現金流入：發行單位須給付債劵擁有者約定利息，不論發行單位該年獲利或虧損。
  舉例而言，若擁有上圖台塑債劵的民眾，每年可獲得 3.375% 的現金利息。換言之，若小明擁有1萬美元台塑債劵的權利，每年都有約三百美金的現金流入；此收益無關乎台塑集團該年獲利或虧損。
• 到期本金保值：債劵到期時，發行單位必須以票面金額贖回，不論發行單位該年獲利或虧損。
  舉例而言，若擁有上圖台塑債劵的民眾，2025 年時，可獲得台塑贖回的現金。換言之，若小明擁有 1 萬美元台塑債劵的權利，2025 年時，可獲得來自台塑 1 萬美元的現金；此贖回無關乎台塑集團該年獲利或虧損。

從上述兩點可發現債劵和股票有極大的差異：

1. 債劵擁有「穩定現金流入」，債主每年都可獲得約 3%的現金流入。但股票缺乏穩定現金流入，股東可在企業獲利時獲得高息，但在企業虧損時則沒有股息。
2. 債劵擁有「到期本金保值」，債務企業保證到期贖回本金。但股票無法保證投入本金回收，在股票暴跌時，股東的投入本金可以完全歸零 ^{3, 註3}。

簡單來說，債劵是「追求穩定」、「可接受低利率（如：年殖利率 < 4%）」的投資者的有利選擇之一。若是對於理財工具帶有下列期待的民眾，相當適合以債券做為理財工具：

• 希望定期有固定金額的零用金流入
• 認為股票、基金波動過大
• 不願損失投入的本金

那麼，下個問題是：該看那些「特徵」，來選一支適合自己的債劵呢？下一篇：一分鐘內算出債劵的「預估獲利率」──科普一下投資（二）會提出解答！

註釋

1. 我因不懂荷蘭文，無法確認該 1622 年之債劵圖上之文字，故不介紹該債劵圖上的各細項。有興趣之讀者可至該圖來源網址閱讀。
2. 穩定收益是基於和股票等投資方式之比較，並非保證毫無風險。
3. 此處為一般概論，個別約定的債劵或股票可能就與本文敘述之特色不同。如：零息債劵不具穩定現金收益之特性。

本文推薦多認識金融知識，但不推薦特定商品或投資方法。每個人的投資餘裕和風險容忍皆不同，並沒有人人皆適用的投資方式。

本文感謝台新國際商業銀行南港分行戴倩儀襄理協助內容校對

參考文獻

1. 債劵。摩根資產管理
2. 認識海外債劵。玉山銀行
3. 債劵。台新國際商業銀行