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[漫科學] Anatomy-美少女筋肉人

Joyu
・2012/07/07 ・379字 ・閱讀時間少於 1 分鐘 ・SR值 450 ・四年級

事情是這樣的
今年出現了很多科普插畫相關的培訓活動
有鑑於非美術相關科系出身 又有這麼多好的機會
我們上課是很認真的!!
然而當漫畫家老師認真的教大家畫美少女時
之中的小學問就變得十分的有趣了!!
在七頭身八頭身九頭身美女、美腿跟美胸的背後
那些線條又代表哪些位置呢

所以.. 久違的簡易解剖圖又來了 =D
當然有一點越畫越殺紅眼了...
待我來好好說明一下
首先美麗少女+戰士真是如此性感
但是既然是戰士就要戰鬥
既然要戰鬥就應該要訓練到一些肌肉
就算沒有變猛男應該也是要給它有點緊實
尤其是許多美少女都有一堆權杖魔法棒甚麼的
上肢肌肉更是不能怠惰!
而為了繁複的變身動作
前彎後仰更是不能少
此時腹肌自然就完美呈現了

既然上身都練了下半身就順便吧
然而因為是美少女所以水汪汪到極致的大眼是一定要有的

不知道這樣會不會讓肖想美少女胴體的各位有點衝擊呢揪咪^.<**
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Joyu
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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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。

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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。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

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。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

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)」:

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  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。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

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。

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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。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

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。

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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

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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鑑識故事系列:車禍無外傷,心臟卻破裂
胡中行_96
・2022/09/22 ・2294字 ・閱讀時間約 4 分鐘

有個 14 歲的少年戴著安全帽,騎乘輕便型機車[註]。一輛轎車正對著衝過來,他閃避不及,摔落地面,胸部撞擊油門把手。[1]

人類的心臟。圖/J.Wong on Wikimedia Commons(CC BY 3.0)

少年至醫院就診時,雖然胸部觸診會疼痛,但肉眼看不到瘀青,X 光也顯示沒有骨折。從心電圖可見心臟跳動的頻律正常,不過有左束支傳導阻滯(left bundle branch block,簡稱 LBBB)的現象。[1] 也就是說心肌裡流動的電脈衝,在前往心臟左邊下面,那個叫做左心室的部位時,被阻斷或變得遲緩。這可能會影響血液的輸送。[2] 他被留院觀察一夜,隔天早上回家。預計一週後,至心臟科回診。[1]

正常的心電圖。圖/Madhero88 on Wikimedia Commons(CC BY-SA 3.0)
左束支傳導阻滯的心電圖。圖/Madhero88 on Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

不料,才過五天,少年便猝死了。[1]

為了釐清死因,驗屍團隊在二天後進行解剖。他們發現少年的左心室肥大(left ventricular hypertrophy), [1] 該症狀的常見成因是心肌太過賣力運作。[3] 此外,心臟不僅有多處破損及血浸潤;盛裝心臟的心包裡頭,還有 700 毫升的血液,[1] 差不多就是臺灣一般大杯手搖飲的容量。[4] 因此,他被認定死於心臟破裂導致的心包填塞(cardiac tamponade 或 pericardial tamponade)。[1] 換句話說,因心臟受傷而流出的血液,在心包裏頭緩緩累積,使得內部壓力不斷升高,最後心臟承受不住,於是停止跳動。[5]

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在左心室後壁中央深色的挫傷處,放入刺針以展示破洞。圖/參考資料 1,Figure 1(CC BY 4.0)

追根究底探討起來,少年的心臟流血,是源自所謂的心臟鈍傷(blunt cardiac injuries)。[1] 它雖非遭受外物穿刺,卻有幾種可能造成破裂的機制,例如:

  1. 直接衝擊胸口的外力,使心臟在胸骨與脊椎之間被擠壓。[1, 6] 這也是心肺復甦術(cardiopulmonary resuscitation,簡稱 CPR)的罕見副作用之一,發生機率只有 0.6%。[7] 請大家千萬不要因噎廢食,該救人的時候,還是要做 CPR。
  2. 按壓身體的下肢和腹部時,突然增加靜脈的壓力,並間接提高胸腔內壓,因而壓迫到心臟。[1, 6]
  3. 在瞬間加速、減速或旋轉的過程中,[1] 扯壞了心臟本身的結構,以及它與血管之間的連結。[6]
  4. 爆炸事件改變受難者周遭的氣壓,朝著胸部直來的衝擊,造成看似微不足道的心臟挫傷,卻引發心肌壞死。尤其是年輕人血流改道的功能較差,特別容易受到的影響。[1]

這個案例中少年遇到的,應該是屬於上述的第一種情形。他的前胸被油門把手擊中,心臟順勢往脊椎撞上去,並挫傷後壁。心臟鈍傷從外表看不出來,又未必有明顯症狀,所以診斷時較具挑戰性。不過,有些病患能迅速痊癒,不見得會產生致命後果。事實上,驗屍團隊發現少年的心臟,也的確有一些復原的跡象,只是所受的傷害太大,於事無補。[1]

為了安全起見,當醫療人員見到第一張心電圖有異狀,就應該持續再做幾張,觀察心臟的狀況。同時,要反覆測量血液中肌鈣蛋白(troponin)的濃度,以協助判斷。[1] 肌鈣蛋白只有在心臟受損的時候,才會出現在血液裡,從其含量可以推測傷害的程度。[8] 值得注意的是,少年車禍後的驗血報告正常。[1] 這也是為什麼醫師通常不僅要為胸痛病患驗血,而且 24 小時內可能會抽血 2 次以上,注意結果是否隨時間變化。[8]

嚴重心臟鈍傷的肇因,50% 為車輛交通意外;35% 是行人被車撞;9% 與機車事故有關;而 6% 則是從高處摔落所致。[6] 臺灣有些都市交通繁忙,所以事故頻傳。[9]若是不幸遭遇車禍,就算沒有顯著外傷,大家最好還是去醫院稍做檢查。

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非當事輕便型機車。圖/Elizabeth M on Flickr(CC BY 2.0)

  

延伸閱讀

保護腦袋都靠它!——安全帽的科學技術

備註

輕便型機車(moped)的排氣量在 50 c.c. 以下,視覺上和小綿羊機車(scooter)最大的差別,在於駕駛座前方,沒有臺灣人拿來載小狗的那個腳踏板。[10]

參考資料

  1. Gentile G, Tambuzzi S, Giovanetti G, et al. (2021) ‘Sudden death due to cardiac contusion: Forensic implications in a rare pediatric case’. Journal of Forensic Sciences, 66, 5, pp. 1996-2001.
  2. ‘Bundle branch block’. (11 JUN 2022) Mayo Clinic.
  3. ‘Left ventricular hypertrophy’. (25 NOV 2020) Mayo Clinic.
  4. 黃韻文(01 JUL 2022)〈環保杯6大QA懶人包!今起帶杯折5元 杯子挑多大才夠裝?〉NOWnews
  5. ‘Cardiac Tamponade’. (22 OCT 2021) Cleveland Clinic.
  6. Singh S, Heard M, Pester JM, et al. (22 MAY 2022) ‘Blunt Cardiac Injury’. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  7. Yonezawa N, Takei T, Fujisawa M. (2021) ‘Right ventricular blowout rupture complicating cardiopulmonary resuscitation in a patient with acute pulmonary embolism’. BMJ Case Reports, 14:e245520.
  8. ‘Troponin Test’. (09 SEP 2021) MedlinePlus.
  9. 「道安資訊查詢網」交通部道路交通安全督導委員會(Accessed on 17 SEP 2022)
  10. ‘Scooter Vs Moped – What’s The Difference?’. The Bike Insurer. (Accessed on 16 SEP 2022)
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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鑑識故事系列:嬰兒側睡,會猝死?
胡中行_96
・2022/09/05 ・1949字 ・閱讀時間約 4 分鐘

凌晨 1 點 25 分,女嬰被醫院宣告死亡。[1] 保育員現在若回想起來,可知道做錯了什麼?

傍晚 7 點,女嬰花 40 分鐘的時間,喝了一瓶 120 毫升的配方奶。[1]嬰兒喝奶的時候,會順勢吞下氣泡,搞得滿肚子鼓脹。所以他們有的邊喝邊打嗝;有些餐後才反應;[2]但這名女嬰倒是毫無動靜。[1]嬰兒打嗝,或多或少會吐一點奶出來。[2]保育員心想,要是睡到一半才吐,到時候又把奶水吸入呼吸道,那可就不妙了。於是,特別將女嬰以向右側躺的姿勢,放在嬰兒床上,背後再撐一條摺起來的毯子。[1]

這是女嬰生平第一次入住托嬰中心。家長計劃讓她在此度過一夜,隔天便會來接她返家。晚間 10 點 50 分,保育員巡房,發現那條毯子果然有用,女嬰維持本來的睡姿,絲毫不差。誰知她的靜止不動,竟是連呼吸都沒了?!從這一刻起,保育員火速展開的心肺復甦術,後來也由其他人接力下去,一直到隔天凌晨醫院宣告女嬰死亡。[1]

一具嬌小的遺體,躺在冰冷的驗屍檯上。

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生理女性,七個月大,身高 65.5 公分,體重 7.3 公斤。出生以來所有健康檢查的結果都正常;眼前除了心肺復甦術留下的痕跡之外,身體大致無恙,沒有任何外傷。解剖後可見心臟和周邊血管仍有血液,而呼吸道沒有吸入奶水的現象。死後採樣的血液與尿液中,無酒精或藥物殘留。[1]

甲狀腺(thyroid)、氣管(trachea)和胸腺(thymus)的相對位置。圖/Internet Archive Book Images on Flickr(public domain)

不過,解剖團隊在她甲狀腺與氣管交界處的兩側,看到二個小團塊,一直向下延伸至胸腺:左、右大小分別為 1.8×1.4×1.0 和 2.2×0.6×0.6 公分,加上胸腺共重 45 公克。女嬰的氣管明顯地因為左邊團塊的體積較大,而被朝右邊擠壓。這雙團塊的組織,與一般甲狀腺相同。因此,女嬰被認為患有頸部異位性胸腺瘤(cervical ectopic thymus),[1]一種罕見的兒科病症,通常為良性。[3]此外,她頸部的某些肌肉出血,而且兩片肺臟都嚴重阻塞和水腫。[1]

女嬰頸部異位性胸腺瘤的解剖照片。圖/參考資料1,Figure 2(CC BY 4.0)

嬰兒氣管內的軟骨尚未發育完全,[4]如果管壁長期受到外力壓迫,便容易出現氣管軟骨軟化症(tracheomalacia)。[1]以往的文獻中記載的問題來源,包括:周圍血管病變、甲狀腺腫大、囊腫和甲狀腺瘤等;但這個後來被 2022 年《國際鑑識科學:報告》刊登出來的頸部異位性胸腺瘤,很可能是史上頭一遭。或許當保育員將女嬰向右側翻轉,左邊那顆比較大的腫瘤在重力的影響下,更加向身體右側擠壓。此時原本就脆弱的氣管,被嚴重堵塞,終致女嬰窒息。周邊輔助呼吸的肌肉,甚至因為奮力運作而出血。[1]至於肺部水腫,應該是始於氣管封閉時,用力吸氣帶來巨大的壓力,改變了肺部的血液和組織液的流動。[5]

女嬰頸部肌肉出血的情形。圖/參考資料1,Figure 1(CC BY 4.0)

總之,女嬰的頸部異位性胸腺瘤,顯然在側臥時壓迫到氣管,引發機械性窒息(mechanical asphyxia),進而導致死亡。[1]換句話說,保育員盡力預防嗆奶,只是人算不如天算,意外在所難免?然而,不管是否患有呼吸道疾病,為了避免嬰兒猝死症候群(sudden infant death syndrome),平躺才是唯一推薦的睡姿;除非嬰兒能夠翻身,側臥或趴睡都被認為是不安全的選擇。[6]在這種情況下,家長如果狀告保育員,難說後者能否完全免責。

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在女童死因中扮演重要角色的胸腺,是淋巴系統的一部份,負責生產免疫所需的T細胞。其實頸部異位性胸腺瘤可以手術移除;[3]而在兒童時期最為活躍的胸腺,青春期後功臣身退,就會逐漸縮小並為脂肪所取代。[7]先天性的氣管軟骨軟化症,一般則會隨著軟骨逐漸強壯,以及氣管的成熟,在 18 到 24 個月大的時候,自然痊癒。[4]

遺憾的是,因為保育員善意的舉動,女嬰永遠等不到那一天。

  

參考資料

  1. Yatsushiroa M, Katsuyamaa M, Nakamaea T, et al. (2022) ‘Sudden infant death due to mechanical asphyxia caused by a cervical ectopic thymus—An autopsy case’. Forensic Science International: Reports, 6, 100286.
  2. ‘How to breastfeed’. Public Health England. (accessed on 28 AUG 2022)
  3. Chang A, Nataraja RM, Pudel E, et al. (2021) ‘Diagnosis and management of ectopic cervical thymus in children: Systematic review of the literature’. Journal of Pediatric Surgery, 56, 11, pp. 2062-2068.
  4. ‘Tracheomalacia’. Johns Hopkins Medicine. (accessed on 27 AUG 2022)
  5. Mesrati MA, Jaoued O, Mahjoub Y, et al. ‘Postobstructive pulmonary edema: A fatal complication in suicidal near-hanging’. SAGE Open Medical Case Reports.
  6. ‘Sudden infant death syndrome (SIDS)’. (2022) Mayo Clinic.
  7. ‘Thymus’. (15 MAY 2022) Cleveland Clinic.
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胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。
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