爸爸去哪兒？從「他為的人為障礙症」談在家庭中缺席的父親

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

記憶的自主性

父親死後我時常花時間回想關於他的回憶，也因此開始質疑心理學家們對侵入性思維的看法，畢竟以我的例子來說，我是自己選擇想起那些回憶的。

丹麥心理學家多爾泰．本森（Dorthe Berntsen）找來近期發生人生重大壓力事件的人，問他們在做白日夢或腦袋放空時會想到什麼；她發現這些人腦袋裡也會出現自主記憶（voluntary memories）（就像我主動回想父親的病床在醫院裡移動的那段回憶一樣），其頻率與非自主記憶（involuntary memories）（就像父親在廚房烹飪的回憶突然出現在我腦海裡）出現的頻率相當。

因此，雖然非自主記憶確實比較令人難過，但它們出現的頻率其實並不比自主記憶高。與生命一帆風順時相比，人們面對充滿壓力的變故時會比較常回想起上述兩種記憶，而我們會覺得非自主記憶比較常出現其實是因為它更令我們困擾，因為這些記憶帶來的情緒令你我措手不及。

當我主動向親朋好友們訴說父親耍幽默的故事時，雖然一樣會有強烈的情緒，但因為那是我「選擇」要提起的回憶，所以我能夠事先準備好面對情緒帶來的影響。

自主記憶與非自主記憶之間的差別也讓我們察覺人類大腦與動物大腦（例如田鼠）之間的差異；人類比動物多出了近一公斤的大腦皮質，最重要的是，這些多出來的皮質都位於人類前額與太陽穴之間的額葉（frontal lobes）。大腦的前額腦區為人類所獨有，有協助人類調節情緒等功能。

各位或許還記得，人類大腦提取記憶的方式就像在烤蛋糕一樣，必須從不同腦區集結各種材料；必須用到海馬迴及其周遭用來儲存與回憶相關的各種線索的腦區，大腦同時也得從負責掌管視覺或聽覺的腦區提取內容，以增加思緒的真實性，讓大腦產生想像的同時也具備視覺與聽覺效果。

無論是自主記憶或是非自主記憶，都必須運用到這些腦區，而本森為了搞清楚這兩種記憶之間的差異，仔細比較了受試者在產生這兩種記憶時的功能性磁振造影結果。自主記憶與非自主記憶不同之處在於，它是人類自己主動提取的記憶，因此會運用到額葉外側接近頭骨的腦區──背外側前額葉皮質（dorsolateral prefrontal cortex）。

偶然間想起的記憶總特別難過？

我們需要具備神經心理學家所稱的「執行功能」（executive functions）才能刻意想起某件事情，這是人類特有的能力；這種能力就像企業的執行長一樣，負責組織、指示大腦的其他腦區擔負各種任務。

無論是刻意提取記憶片段，還是回憶不由自主湧上心頭，人類大腦製造記憶的方式大致相同；其中的差別之處在於，如果是刻意提取記憶，人類額葉掌管的執行功能會參與運作，負責指揮大腦想起某一段記憶。

無論是大學畢業典禮、第一個孩子誕生的瞬間，或是結婚的那一天，在這些人生大事過去後的幾週、幾個月甚至是幾年後，就算沒有刻意回想，每個人都有可能突然想起那些時刻，思緒突然出現在腦海裡。也許你當下只是在做一些平凡單調的日常瑣事，或是當天剛好看到某些有關的事物，這些美好的回憶都很有可能驟然躍上心頭。

侵入性思維由令人情緒極度激動的事件而起，當然也可能包括有正面意義的事件──並非只會因為極度負面的事件而產生。但因為關於負面事件的侵入性思維總是特別令人難過，人們才會在出現這些討厭的回憶時格外擔心自己的心理健康。

大部分情況來說（特別是在面對強烈的悲傷時），侵入性思維其實只是大腦的自然反應，目的是要讓我們記住這些重要、充滿情感波動的事件。從大腦的角度來看，人類大腦好像是一再讀取關於失落的思緒，然而大腦對於人們生命中重要的正面事件同樣也是這麼做的。

在猝不及防的情況下，思緒與感受突然被悲傷佔據確實令人非常難受，但大腦其實是為了了解情況才會重新讀取這些記憶，就像你我對親友重新訴說某些記憶與故事一樣，我們只是想更深入了解這些人生片段。

如果能從這個角度看待侵入性思維，下一次這種狀況再次發生時，你就不會覺得有什麼大不了了，畢竟大腦這麼做確實有其緣由；侵入性思維的閃現因此感覺起來更具實際功能，不再像過去一樣，只讓我們覺得自己沒有好好駕馭心中的悲傷。

——本文摘自《悲傷的大腦：一位心理神經免疫學者的傷慟考，從腦科學探究失去摯愛的悲痛與修復》，2023 年 ３ 月，臉譜出版，未經同意請勿轉載。

讓人懷念的好氣味

關於第一個人們如何學會喜愛香料的問題，其實比較容易回答。打從胎兒還在母親子宮裡的時候， 就會開始學習享受某些香料的香氣﹙以及風味﹚，並在出生之後繼續強化這些他們學到的經驗。

在懷胎期間，母親所吃的食物的味覺和氣味，胎兒一樣會接觸並品嚐到。食物中的化學物質會進入羊膜液、跑進胎兒的鼻子裡：胎兒有辦法嗅聞自己身處的那片小小海洋。胎兒似乎先天就傾向認定，在自己悠游的環境中所聞到的母體香氣是令人愉悅、在出生之後也值得追求的好香氣。就算那香氣是來自植物的防禦性成分也一樣。

舉例來說，母綿羊食用大蒜後，牠們的羊膜液聞起來也會帶有大蒜中的防禦性物質的氣味。聞到這種氣味的綿羊胎兒，在出生之後便會因為有過接觸經驗，而較為偏好那種氣味。

若是在懷孕大鼠的羊膜液中注入大蒜萃取物，大鼠的小孩在出生後，只要聞到大蒜的氣味就會不由自主地開始噘起粉紅小嘴吸吮起來、並四處尋找母親。｢你在哪裡，我親愛的蒜味媽媽？」

母親懷孕期間的飲食會影響小嬰兒喜歡的氣味！

對人類進行的研究，實驗侵入性沒有那麼高，不過結果依然類似。法國國家科學研究中心﹙National Center for Scientific Research，CNRS﹚的貝諾瓦．夏爾﹙Benoist Schaal﹚及其同事們在一項研究中，比較了兩群來自法國阿爾薩斯地區﹙Alsace﹚的女性。

在其中一群女性懷孕的最後十天，研究人員提供了大茴香口味的薄荷糖、餅乾和糖漿任她們盡情享用。對於另外一群女性，研究人員則不提供任何大茴香口味的食物，也要求她們不要食用任何含大茴香的食物﹙她們顯然有遵照指示﹚。研究者藉此比較，這兩群女性所產下的新生兒，對於大茴香氣味來源的茴香腦的偏好程度是否有所不同。

懷孕期間沒有吃大茴香的母親，嬰兒出生後接觸到稀釋的茴香腦樣本時通常會露出不悅的表情。相反地，懷孕期間有吃大茴香的母親，生下的嬰兒則比較可能會將頭轉向茴香腦，伸出舌頭，並做出彷彿是在舔嘴唇的動作。

另一項對人類進行的研究顯示，母親在懷孕期間如果曾吃過大蒜，新生兒聞到大蒜的氣味時便會噘起雙唇吸吮。同樣地，在懷孕期間吃豌豆、四季豆以及如卡芒貝爾乳酪、蒙斯特﹙Munster﹚乳酪及埃普瓦斯乳酪﹙Époisses﹚等氣味濃郁的乳酪，也有研究發現會導致相似的效果。

母親在懷孕期間曾吃過豌豆、四季豆和其他綠色蔬菜的八個月大的嬰兒，會偏好綠色蔬菜帶有的氣味﹙2-異丁基-3-甲氧基吡嗪，2 – isobutyl -3 – methoxypyrazine﹚；若是母親在懷孕期間吃過氣味濃郁的乳酪，嬰兒則會偏好二甲硫醚﹙dimethyl sulfide，在氣味濃郁的乳酪以及大蒜中都存在的成分﹚。

在哺乳期間有吃魚的母親，養出的嬰兒也通常會喜歡魚味或起碼是喜歡魚中含有的三甲胺﹙trimethylamine﹚分子的氣味。在有吃魚的母親的羊膜液及母乳中，都可以找得到三甲胺的蹤跡。羊膜液及母乳中的氣味所造成的這些現象，似乎可以維持到童年時期或更久之後，雖然並不總是如此  。

信任的氣味＝媽媽的味道＝喜歡！

大自然告訴人類以及其他動物，要信任他們的母親和母親吃下肚的食物的氣味。在過往人類祖先規模較小的族群中，母親所吃的東西的氣味，通常就等同於族群中其他成員所吃的東西的氣味，少有例外。

人類身為哺乳動物的一員，透過在出生前及出生後的嗅覺學習，得以一代一代累積對自己有益或有害的食物知識，甚至不需要人教。回想一下黑猩猩的飲食傳統：對黑猩猩寶寶來說，出生前的學習，也許就已經足以讓牠們認識很多該吃的食物，特別是氣味強烈的食物。

人類與黑猩猩六百萬年的共同祖先大概也一樣。現代人類確實是如此，而且還有個額外的特徵：人類使用語言的能力，能幫我們為這套傳承偏好的古老系統再添加一層複雜度。

我們母親的身體教導了我們要喜愛什麼風味，而父母的話語也再三提醒此事。除了這兩方面的影響，整個社群中其他人的行為以及飲食習慣，也會助我們一臂之力，時時提醒我們人類喜愛什麼風味。因此，我們的老祖宗應該很容易就學會了如何喜愛香料，同時也忘記了自己並非自古以來總是喜愛香料。

——本文摘自《舌尖上的演化》，2022 年 12 月，商周出版出版，未經同意請勿轉載。