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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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作者：Christopher Breggren，為都會攝影師、部落客兼攝影助理，現居紐約市。

美國身陷於眾多社會問題之中，例如肥胖與健康隱憂、交通堵塞與家庭相處時間減少、孤立的市中心等。我們必須反思這些現象從何而來，又該如何改變。去年夏天在歐洲居住三個月後，我確信其他美國民眾若前往其他國家，一定常驚嘆當地生活品質之高，尤其若對比仰賴汽車、毫無生氣的美國城市，差異更加顯著。美國社會之所以變得既依賴汽車又不健康，原因在於早期讓汽車主導城市發展，又缺乏維繫街車與單車文化的制衡機制，後者在一九三零年代之前，其實普遍存在於各個人口破萬的美國城市。阿姆斯特丹、哥本哈根等許多歐洲城市均已成為典範，以單車做為主要工具，重建城市交通均衡與永續。

單車的經濟效應與健康益處

丹麥由納稅人支持全民健保制度，再加上眾人皆知騎單車對健康有益，故健保機構大力鼓吹與投資單車建設。一項研究指出，成人若騎單車上下班，死亡率可降低三成。哥本哈根市政府估計，每年醫療成本可節省上億美元，還不包括勞工健康、提高產能對社會的助益，此外亦可減少道路維護費用與塞車情況。哥本哈根興建單車專用道時，平均每英里單側約200萬美元，五年後即可攤平成本；經濟衝擊研究估算，每騎乘單車一英里，社會淨收益為21美元，同樣距離若改為開車，淨虧損為12美元，這項數據包括公部門節約經費與增加私部門經濟活動。

單車通勤與都會永續

今日哥本哈根單車通勤族人口比全美總和還多，且單程平均距離為3.5英里。過去30年間，哥本哈根市逐漸減少汽車停車位與道路面積，做為單車建設空間；荷蘭單車文化盛行程度或許是全球之最，「荷蘭單車大使館」為公私合作機構，善用荷蘭著名的都會運輸模式，因應全球都市化趨勢與城市振興需求，向世界各大企業與政府領袖推廣都市行動力精神，以及宣傳永續原則對運輸解決方案的重要性。荷蘭社會親身體驗到單車對社會的種種好處，包括居民更健康、城市更適合居住、道路更安全、空氣更清新、交通更順暢、社會交流更頻繁、經濟更活絡。

單車是可行交通方式

美國若希望依循法規興建基礎設施，讓單車成為可行的交通方式，必須將單車騎士視為一般民眾，而非次文化的一部分。丹麥顧問公司Copenhagenize時常建議其他城市，如何透過行為及行銷活動，為單車及都市行動力創造正面形象，他們主張藉由建立「完全街道」，讓城市更適合居住，美國有個非政府組織也以「完全街道」為名，為美國城市帶來些許進步。

改善都市紋理、重建市區活力

城市所獲的州政府與聯邦政府經費持續萎縮，街上不見人潮，何處安置新人口也成問題，故領導人必須尋找永續發展模式，但其實只要觀察阿姆斯特丹與哥本哈根的熱門觀光景點，即可找到高價值方案。兩地和許多美國城市相同，可發展的腹地面積有限，美國有些城市縱然幅員廣闊，可是若要維繫長期活動，唯有集中發展現有區域。今日單身民眾與年輕家庭希望城市生活更具意義，能夠在安全的市區街道上步行或騎單車，也鄰近商家、娛樂及都會設施。從荷蘭經驗可見，城市裡若設有適當及廣泛的路徑，許多人其實願意培養騎單車習慣；光是單車，便足以開啟美國智慧成長之門，也不必犧牲人們對汽車的迷戀。

本文其他語言版本： 英語

轉載自This Big City 城事

作者：Drew Reed（網路媒體製作人兼社區運動人士，專注於永續運輸，現居阿根廷首都）

過去我很難涉足舊金山，因為生於南加州，我代表著舊金山民眾很難忍受的幾件事，例如溫室氣體、中央高速公路、未設分類垃圾桶的咖啡店等，不過近期相較於南加州的呆瓜，Google公車更讓他們覺得刺眼。

這幾年來，網路公司Google分階段引進豪華巴士服務，方便旗下年輕、時髦的程式設計師從舊金山住家前往總部上班，Facebook、Apple等矽谷企業也陸續跟進。

這些巴士與公營MUNI的灰褐色公車完全不同，除了車身既高大又潔白，還佩備遮光玻璃、柔軟座椅、行動無線網路，卻與舊金山經濟困境形成強烈對比，引來各方批判。批評者不滿這些巴士占據許多空間，也常長時間停在一般公車站前，更象徵當地貧富差距不斷擴大。

類似情緒蘊釀多時，終於在去年底引爆，舊金山民眾群起抗議，更抬棺擋住一輛Google巴士，棺材兩側寫著「平價住宅」字樣；而在同樣受影響的歐克蘭地區，抗議群眾更進一步，拿石塊砸破Google巴士窗戶。

因為Google巴士轉移多數舊金山民眾的目光，讓我找到前往當地的絕佳時機，我一抵達市區，才剛走出Mission區的捷運站，就見到一輛往南方行駛的Google巴士。

我向北走在Valencia街時，決定走進路過的一家書店，是棟非常典型的舊金山百年建築，天花板挑高，還有兩層貌似維多利亞風格的公寓，門前陳列著新舊書籍，入口上方掛著一輛單車，店名也很特別：摺角書店。

我隨口詢問收銀員，對Google巴士何看法，她的陽光態度頓時黯淡，沉默了一會，開口時面無表情，「他們正在摧毀城市，讓一般民眾更難住在此處」，不過她也承認，市民面對的危險絕不僅止於此，「舊金山一向都很繁忙，許多人都對Google巴士不滿，但我不會讓此事影響生活，還是每天騎單車上下班」。

儘管許多人心有同感，若將舊金山房價上揚的責任，全都歸咎於Google巴士，似乎也不盡公允，雖然加州大學柏克萊分校一位前研究生的論文指出，Google公車站與高房價之間確實為正相關，但還有許多其他因素。此外，Google巴士也有正面效益，包括減少高速公路車流量、降低碳排放量、改善塞車問題，或許也由此可見，舊金山在大眾運輸方面多麼先進，即使搭乘公車，仍然顯得不夠進步。

目前當地已有若干解決方案，官員提議向Google巴士收取每個公車站一美元費用（反對者認為金額太低）；Google增加往來公司的渡輪，而且渡輪上當然也提供無線網路訊號。

不過此事核心問題不僅攸關舊金山，也涉及整個灣區，舊金山人口約82.5萬，在灣區710萬居民僅占11.5%，但Google與Facebook的員工人數卻高度集中於舊金山（以及歐克蘭），因此足以建立巴士路線。喜劇演員Emily Heller在《舊金山週報》的一篇文章，或許最能道出問題重點：「我和許多灣區居民一樣，出外旅行時，都自稱住在舊金山，但其實我從小生長在阿拉梅達地區一間美麗的老房子內；自稱住在舊金山並非為了便宜行事…阿拉梅達因為位置鄰近又無趣，因此總活在舊金山的陰影中」。換言之，在灣區工作的民眾心目中，舊金山是居住地首選。

原因在於舊金山受盛名所累，一九五零年代時，多數美國城市紛紛放棄街車，也夷平社區改建高速公路，但舊金山保留數條重要街車路線（今日由市政單位經營），並且阻止高速公路肆無忌憚地發展。今日舊金山已成都市規劃政策典範，受到規劃界人士青睞，然而灣區其他城市卻沒這麼幸運，例如海瓦德、弗利蒙特、康科德等地均深受人口擴張政策影響，發展歷程更近似於洛杉磯等美國大城。

富裕的Google員工不願住在灣區其他郊區，紛紛湧入舊金山，其實正是世界各地許多規劃人員希望透過政策達成的目標，但這種現象也是個警訊，儘管步行建設、無障礙環境、公共空間等都市規劃原則都有助打造社區活力，將左右城市成敗，可是這些社區不能專屬於少數富有族群。當11%的人口居住在規劃完善的城市，而其他民眾居住地深受人口擴張政策影響，就會發生目前情況，Google巴士只是反映出大眾多麼渴望社區充滿活力。

摺頁書店為舊金山相關書籍設置專區，包括馬克吐溫與已故記者凱因（Herb Caen）的引言錄、希區考克在舊金山拍攝多部電影的攝影集，也有不少近期著作，例如卡米亞（Gary Kamiya）的《舊金山的49個風景》。其中有本書格外吸引我：《無盡城市：舊金山地圖集》，由土生土長的舊金山居民索尼（Rebecca Solnit）彙編而成，她曾獲獎無數，大概足以放滿整家書店；書中詳細且近距離地重新想像舊金山許多社區，也歌頌許多居民在此生活的軌跡。

這本書內容出於對城市的熱愛，但卻很難複製到許多消沉的灣區城市，且舊金山部分元素也難在附近其他城市重現，例如歷史、高低起伏的山丘、大橋的壯麗景色、時常繚繞橋邊的雲霧等。不過在舊金山的成功經驗中，也有些規劃元素能夠沿用至他處，例如適合步行的社區、便利的轉運系統、為數眾多的公園等，若能應用在其他灣區城市，應可分散Google巴士希望服務的通勤需求。

要將舊金山的成功經驗拓展到其他灣區城市並不容易，得投入數十年間，且其他城市的政治文化若與舊金山大不相同，又欠缺大眾支持，將會更加困難，不過從Google巴士爭議中，更可看出良好規劃對於各地多麼重要，絕不僅限於單一城市的都會區。

若期望海瓦德、康科德等地能吸引世界級人才前來，如馬克吐溫、希區考克等人，或許只是奢求，但若規劃妥當，這些城市有朝一日也能建立鮮明的都市社區文化，支持如摺頁書店的商家生存，或許也能吸引部分富有的Google員工移居，不過在此之前，Google巴士還是會繼續橫行舊金山街頭，也讓南加州居民如我造訪時，心情更加輕鬆。

本文其他語言版本： 英語

轉載自This Big City 城事