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恐龍用幾隻腳?

timd_huang
・2011/05/03 ・4441字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 467 ・五年級

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前日突然接到淡江大學一位小朋友來電,要請我幫忙看看他們為台視張小燕主持的〈百萬小學堂〉綜藝節目所擬定的兩道和恐龍有關的問題,我看了一下,淡大這個準備小組,的確是花了一點心思,兩道題目都是從有份量的恐龍學術論文找出來的,能夠在好玩綜藝性節目中,把硬梆梆學術性的東西變成有趣的問題,好也!科普就是本該如此,這也是台灣非常欠缺的,以前我說過,文科泰斗龍應台和科學家朱經武相互出題比賽的擂台,學文科的大人物代表考個大鴨蛋,學科學的考滿分【請見:〈理工牛與理盲文〉】,當今我們台灣整個社會普遍對於基本科學的缺知,所以才會出現南北極都搞不清楚的科學白痴製作±2ºC的紀錄片。

這兩個題目與答案如下:

恐龍之所以能夠稱霸地球約一億六千萬年,是因為:
(1) 演化的速度比較快
(2) 較能適應生態變遷
(3) 體型巨大沒有天敵

大約在兩億年前的時候有一種鱷魚的近親叫作“鑲嵌踝類初龍”,他們跟恐龍競爭的是一樣的資源,但是其實由大小、體型、飲食和生活方式的多樣性來看,鑲嵌踝類初龍擁有演化優勢。

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但由於當時,可能彗星撞地球或其它生態浩劫造成整個地球的生態快速而且極端變化,這些影響讓鑲嵌踝類初龍突然絕種了,而恐龍之所以能稱霸地球約一億六千萬年,主要原因是他們比其它的生物更能適應環境的變化。

古生物學家在古代湖泊遺跡中,發現恐龍腳印,這個證據可以支持以下哪個理論?
(1) 推算恐龍走路的速度有多快
(2) 恐龍是在水中演化出腳來的
(3) 部分的恐龍屬於兩棲類

恐龍會留下腳印的地方,可能是當時的水邊、池塘邊,或者只要淹水過、下雨後這些泥土濕濕軟軟的地方,這些地方幸運的覆蓋保存起來,近年來才暴露出土。古生物學在西班牙北部的古代湖泊遺跡中發現恐龍腳印,推斷當時恐龍在湖邊,對抗水流踏在湖床上所留下來的遺跡,部分專家學者提出恐龍可能也會游泳,但在目前還未有決定性的證據,不過我們能比較能肯定的是,這些恐龍足跡,可以讓專家推算恐龍的步伐和走路速度呢!

比照上面的兩道題,我出以下的這道題,大家來玩玩探討:

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恐龍用幾隻腳?
(1) 二隻腳
(2) 三隻腳
(3) 四隻腳

哈!不要罵我老翻顛,怎麼出這麼簡單的問題,只要對恐龍有一點點好奇的人,馬上就會回答出來;是嗎?

如果你選的是(1) 二隻腳,你可舉出如暴龍、迅猛龍等恐龍,的確是用兩隻腳行動的,特別是暴龍的前肢各只有兩隻小指頭,已經退化小到很可笑的地步,都無法用這隻手搔那隻手的癢,故此,有的恐龍學者認為暴龍不是會攻擊其它恐龍的獵食者(Hunter),而是撿便宜的清道夫腐食者(Scavanger),世界上那有幾乎等於無法用手抓東西、還能攻擊獵物的獵食者呢?不過,如果你的答案選的是這個,我會給你一個大叉叉(原因後述)。

如果你選的是(2) 三隻腳,你可能說有的恐龍用兩後肢加上尾巴來站立抬起脖子吃高處的樹葉,中國恐龍之父楊鐘鍵就認為祿豐龍有時會如此,這種姿態的恐龍雕塑,在很多地方都可以看得到,特別是雲南祿豐縣恐龍博物館前面的那幾隻石雕,就是如此三隻腳的姿態;不過,如果你的答案選的是這個,我還是會給你一個大叉叉(原因後述)。

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如果你選的是(3) 四隻腳,你可能會說有好多恐龍,如體型龐大脖子最長的馬門溪龍,頭部有個大盾牌的三角龍等等,都是四腳的恐龍啊!不過,如果你的答案選的是這個,我還是會給你一個大叉叉。

為什麼不管你選以上三個答案的任何一個,我都會給你一個大叉叉呢?再想一想,我給你大叉叉,絕對不是胡說八道,故意刁難,看倌,且聽我說來:

首先,這個「恐龍用幾隻腳?」的問題,本身就有問題,我在此故意設下了一個陷阱,有沒有看出來?我有講是那「種」恐龍嗎?沒有,我只用很籠統的「恐龍」這個名稱,並沒有指出特定的某一(生物)種恐龍;「恐龍」這個名詞,指的是中生代活在陸地上一億六千萬年一大類很多(生物)種的脊椎動物,以生物種的數目來說,到目前為止,已經發現了超過一千(生物)種的各式各樣恐龍,因此,不能把一個通用泛指的名詞,套用到某特定的生物種;你我中學所學的生物學,「界、門、綱、目、科、屬、種」,總該還記得吧?「種」是生物分類的最細分,通常我們講某某龍,其實指的是「某某龍屬」的「屬」名,每一屬的恐龍,可能有好幾「種」,如果要講到「種」,那就必須把種名也講出來,如:祿豐龍(屬),就有「許氏(種名)祿豐龍(屬名)」、「巨型祿豐龍」等等。

就如,「化石是可再生的資源嗎?」,如果你的觀念被那些誤人子弟的老師所誤導,認為「化石不可再生」,因此衍生出「化石很珍貴、必須保護」等等極端環保觀念,甚至被環保假議題「不帶走一片雲彩」所矇騙,那就太可笑了。

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沒錯,諸多古代生物所變成的(化)石頭,的確無法再生,因為那個特定的生物種已經滅絕了,但是,「化石」所指的,卻是多少千萬(生物)種的生物!依照古生物學者的估計,大約每一萬個生物個體就有一個會有機會變成化石,甚至也有人說,生物變成化石的機率只有十萬分之一,我們就用這個比較嚴苛的比率來算好了,當今、包括這一秒鐘才出生的娃娃,有多少個人?粗略說六十億吧!請問,一百年之後,這六十億個人到那裡去了?不就是六十億個屍體嗎?好,就以生物學十萬分之一可能變成化石的機率來算,當今世界上的人,一萬年之後,就會有六萬個人化石產生!我們人這個生物種的繁殖,在生物界來說,算是很少生的,看看魚類下蛋,一次幾萬、幾百萬、甚至更多,如此大數量的生物繁殖死亡,只要給予足夠的時間,地球自廿、卅億年前從有生物出現以來,就一直不停地製造化石啊,從來沒有(Never Ever)停止過「產生(新)化石」!故此,怎能說「化石不可再生」?

這也就是說,奉勸那些自以為是的環保人士,要提出問題,首先要把命題搞對,不要像那位過時政客,連南北極都搞不清楚,就敢拍環保紀錄片,讓被ㄠ錢贊助的郭大老闆看首映的時候連連打呵欠!人要笨得愉快,沒有任何國家的法律禁止,也不應該禁止,但請不要不要白痴到連問題都不會問、都問不對。

扯了這麼一大堆,上面這一大段,只不過是本文的餐前開胃小菜,正文馬上來囉。

上個月,我把當今世界上最頂尖的古脊椎動物專家、五國院士瑞茲(Reisz)博士搞到台灣來,又帶他到雲南我發現的那個恐龍胚胎點考察,我對台灣和雲南的人說,我黃大一的能耐,能般得動這麼大尊的菩薩,大約也到頂尖了,世界上還沒有古生物的諾貝爾得獎者,我也不認識任何諾貝爾獎得主,所以請大家要好好珍惜,不要錯過請他來領導我們做一個國際兩岸聯合的古生物研究計劃,我們也簽訂了一份長期的合作科研協議書。

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那麼這位被我稱為「最大尊的菩薩」瑞茲博士(其實正確發音應如英文的Rice,但中文無此發音,只好借用原本音譯,但以下嘻稱“米”博士),到底他在恐龍方面,有何重大的發現呢?在我和德國波昂大學雷眛斯(Remes)博士去年在美國蒙大拿州立大學所舉辦的「第四屆國際恐龍蛋與貝比研討會」發表之前的研究論文搜尋當中,我們是有找到“米”博士2005年在〈科學(Science)〉雜誌上發表、在南非所發現的早期恐龍大椎龍(Massospondylus)的胚胎研究,也列入了我們的參考資料。

不過,比照天主教徒常常要做的告解,我在此也得來一下告解:「親愛在天上的上帝,我有罪,請天父赦免」(神父說)「孩子,你有什麼罪?」(我說)「我有罪,請求天父原諒赦免」(神父說)「說吧,孩子」(我說)「我有罪,因為在研讀“米”博士論文的時候,我的心全都放在『我發現了世界上最古老(晚三疊紀到早侏羅紀)的恐龍胚胎』這一點上面,我甚至還貪心到想要證明我在雲南祿豐大洼恐龍山所發現的這個胚胎,很有可能比那個“米”博士在南非搞的大椎龍還要早個幾百萬年,我就是虛榮心太重,想要爭取個世界第一。」(神父說)「虛榮、貪心都是罪,但孩子你能認罪,天父當然赦免你的無知。」(我接著說)「不過,在這個事件中,我所犯下最大的罪,並不只前面所說的在爭取一個虛幻的『世界第一』,而是人家論文的重點,我根本有看沒有到,我根本沒有搞清楚他所發現的要點、和在恐龍學方面的重要性,硬是把馮京當馬涼,這才是我最大的罪過,懇請天父原諒。」(神父說)「孩子,善哉善哉,知過能改,善莫大焉,去吧!」

(南非大椎龍的胚胎化石,這個胚胎恐龍的頭,在身體腐化產生了一大堆氣體之後,蛋內壓力太大,被推擠出蛋殼之外,所以看起來有點「凸出」,圖片來自Dr. Robert Reisz)

這次“米”博士來遠東,在台灣中央大學和中興大學,各舉辦了一次演講會,在雲南也給博物館和省科技廳做了演講,我幫他翻譯簡報文稿和現場講解,終於有機會深入瞭解到人家“米”博士重大發現的要點;其實,雖然我們兩人都發現了世界上最早期恐龍的胚胎,爭論到底是南非的或雲南的比較古老,實在根本不是重點,兩邊的地層都屬於大約相同的晚三疊到早侏羅紀年代,即便雲南祿豐的恐龍胚胎比南非的早個幾十萬年,或甚至一兩百萬年,除了滿足了虛幻的「世界第一」媒體用詞之外,那又如何?實質上重要的貢獻在那裡?重要的應該是,這些世界上最古老的脊椎動物胚胎化石,到底顯示了什麼重要的生物演化成長等等特性?

從“米”博士的演講中,他從完整的大椎龍成長系列(Growth Series),也就是從這種恐龍的胚胎到發育完整的成龍骨骸,得到了如下:

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在胚胎方面:

胚胎有如下的特徵,此胚胎屬於原蜥腳類恐龍之解剖學證據
-牙床前部無齒
-幾乎水平的頸部
-肱骨長度大於55%股骨

在整個成長系列方面:

* 有可供研究成長和發育變化用的各種大小絞結與相關骨架
* 聯同胚胎骨架,可供研究用的大小範圍比其它恐龍更大更詳細
* 頭顱長度增加十倍
* 股骨長度增加47倍

最後面這兩點,非常有趣,也非常重要,證明了一件這種早期恐龍發育的大事,別的恐龍先不說,也沒有化石證據可說(我在大洼恐龍山所發現的胚胎研究,正在開始而已),但從南非所出土的這些大椎龍化石,我們可以很確定地說,在大椎龍的成長過程中,身體各部位的發展比例有很大的不同,頭顱只增加了十倍,可是大腿骨(股骨),卻增加了四十七倍,也就是說,大椎龍孵化出來的小龍,有幾乎水平的頸部,和肱/股骨比例大於55%,故此確實是用四隻腳走路的,但是長大了之後,牠就用兩腳走路了,就像我們人類,小貝比的時候,用四肢爬行,然後慢慢學會站起來,跨出第一步,讓爸爸媽媽高興得不得了,大椎龍的成長過程,也是小的時候用四隻腳走路,等到長大了之後,就用兩腳走路;賓果!“米”博士為我們揭開了早期恐龍演化成長的一個重要發現。

那麼,其它用兩腳走路的恐龍,會不會有類似的情況?和南非大椎龍大約相同時期的大洼諸恐龍(含祿豐龍、雲南龍、雙脊龍等等),會不會也是如此呢?比方說,當年中國恐龍之父楊老說,祿豐龍很有可能是用尾巴當第三隻腳站立,以便牠吃到高處的樹葉,祿豐龍和其它的原蜥腳類恐龍,會不會和也是原蜥腳類的大椎龍相似呢?隨著我們已經開始在雲南楚雄州進行的國際兩岸聯合科研計劃,將會揭開這個謎底,搞不好,說不定,如果我們運氣有夠好的話,比對於南非所發現的,很有可能會有更多的驚奇會出現,請拭目以待吧!

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以下是一份“米”博士做的大椎龍從四腳仔到二腳走路的影視短片,本文網路版可以看到整個模擬動畫,但是很可惜,平面紙版的出版,無法顯示,大家就將就將就吧!要無你要怎樣?圖片來自Dr. Robert Reisz, video clip by Heidi Richter。

本文原發表於催眠恐龍[2010-08-28]

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揭密突破製程極限的關鍵技術——原子層沉積
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/08/30 ・3409字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 ASM 委託,泛科學企劃執行。 

以人類現在的科技,我們能精準打造出每一面牆只有原子厚度的房子嗎?在半導體的世界,我們做到了!

如果將半導體製程比喻為蓋房子,「薄膜製程」就像是在晶片上堆砌層層疊疊的磚塊,透過「微影製程」映照出房間布局 — 也就是電路,再經過蝕刻步驟雕出一格格的房間 — 電晶體,最終形成我們熟悉的晶片。為了打造出效能更強大的晶片,我們必須在晶片這棟「房子」大小不變的情況下,塞進更多如同「房間」的電晶體。

因此,半導體產業內的各家大廠不斷拿出壓箱寶,一下發展環繞式閘極、3D封裝等新設計。一下引入極紫外曝光機,來刻出更微小的電路。但別忘記,要做出這些複雜的設計,你都要先有好的基底,也就是要先能在晶圓上沉積出一層層只有數層原子厚度的材料。

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現在,這道薄膜製程成了電晶體微縮的一大關鍵。原子是物質組成的基本單位,直徑約0.1奈米,等於一根頭髮一百萬分之一的寬度。我們該怎麼精準地做出最薄只有原子厚度,而且還要長得非常均勻的薄膜,例如說3奈米就必須是3奈米,不能多也不能少?

這唯一的方法就是原子層沉積技術(ALD,Atomic Layer Deposition)。

蓋房子的第一步是什麼?沒錯,就是畫設計圖。只不過,在半導體的世界裡,我們不需要大興土木,就能將複雜的電路設計圖直接印到晶圓沉積的材料上,形成錯綜複雜的電路 — 這就是晶片製造的最重要的一環「微影製程」。

首先,工程師會在晶圓上製造二氧化矽或氮化矽絕緣層,進行第一次沉積,放上我們想要的材料。接著,為了在這層材料上雕出我們想要的電路圖案,會再塗上光阻劑,並且透過「曝光」,讓光阻劑只留下我們要的圖案。一次的循環完成後,就會換個材料,重複沉積、曝光、蝕刻的流程,這就像蓋房子一樣,由下而上,蓋出每個樓層,最後建成摩天大樓。

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薄膜沉積是關鍵第一步,基底的品質決定晶片的穩定性。但你知道嗎?不只是堆砌磚塊有很多種方式,薄膜沉積也有多樣化的選擇!在「薄膜製程」中,材料學家開發了許多種選擇來處理這項任務。薄膜製程大致可分為物理和化學兩類,物理的薄膜製程包括蒸鍍、濺鍍、離子鍍、物理氣相沉積、脈衝雷射沉積、分子束磊晶等方式。化學的薄膜製程包括化學氣相沉積、化學液相沉積等方式。不同材料和溫度條件會選擇不同的方法。

二氧化矽、碳化矽、氮化矽這些半導體材料,特別適合使用化學氣相沉積法(CVD, Chemical Vapor Deposition)。CVD 的過程也不難,氫氣、氬氣這些用來攜帶原料的「載氣」,會帶著要參與反應的氣體或原料蒸氣進入反應室。當兩種以上的原料在此混和,便會在已被加熱的目標基材上產生化學反應,逐漸在晶圓表面上長出我們的目標材料。

如果我們想增強半導體晶片的工作效能呢?那麼你會需要 CVD 衍生的磊晶(Epitaxy)技術!磊晶的過程就像是在為房子打「地基」,只不過這個地基的每一個「磚塊」只有原子或分子大小。透過磊晶,我們能在矽晶圓上長出一層完美的矽晶體基底層,並確保這兩層矽的晶格大小一致且工整對齊,這樣我們建造出來的摩天大樓就有最穩固、扎實的基礎。磊晶技術的精度也是各公司技術的重點。

雖然 CVD 是我們最常見的薄膜沉積技術,但隨著摩爾定律的推進,發展 3D、複雜結構的電晶體構造,薄膜也開始需要順著結構彎曲,並且追求精度更高、更一致的品質。這時 CVD 就顯得力有未逮。

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並不是說 CVD 不能用,實際上,不管是 CVD 還是其他薄膜製程技術,在半導體製程中仍占有重要地位。但重點是,隨著更小的半導體節點競爭愈發激烈,電晶體的設計也開始如下圖演變。

圖/Shutterstock

看出來差別了嗎?沒錯,就是構造越變越複雜!這根本是對薄膜沉積技術的一大考驗。

舉例來說,如果要用 CVD 技術在如此複雜的結構上沉積材料,就會出現像是清洗杯子底部時,有些地方沾不太到洗碗精的狀況。如果一口氣加大洗碗精的用量,雖然對杯子來說沒事,但對半導體來說,那些最靠近表層的地方,就會長出明顯比其他地方厚的材料。

該怎麼解決這個問題呢?

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CVD 容易在複雜結構出現薄膜厚度不均的問題。圖/ASM

材料學家的思路是,要找到一種方法,讓這層薄膜長到特定厚度時就停止繼續生長,這樣就能確保各處的薄膜厚度均勻。這種方法稱為 ALD,原子層沉積,顧名思義,以原子層為單位進行沉積。其實,ALD 就是 CVD 的改良版,最大的差異在所選用的化學氣體前驅物有著顯著的「自我侷限現象」,讓我們可以精準控制每次都只鋪上一層原子的厚度,並且將一步驟的反應拆為兩步驟。

在 ALD 的第一階段,我們先注入含有 A 成分的前驅物與基板表面反應。在這一步,要確保前驅物只會與基板產生反應,而不會不斷疊加,這樣,形成的薄膜,就絕對只有一層原子的厚度。反應會隨著表面空間的飽和而逐漸停止,這就稱為自我侷限現象。此時,我們可以通入惰性氣體將多餘的前驅物和副產物去除。在第二階段,我們再注入含有 B 成分的化學氣體,與早已附著在基材上的 A 成分反應,合成為我們的目標材料。

透過交替特殊氣體分子注入與多餘氣體分子去除的化學循環反應,將材料一層一層均勻包覆在關鍵零組件表面,每次沉積一個原子層的薄膜,我們就能實現極為精準的表面控制。

你知道 ALD 領域的龍頭廠商是誰嗎?這個隱形冠軍就是 ASM!ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商,自 1968 年,Arthur del Prado 於荷蘭創立 ASM 以來,ASM 一直都致力於推進半導體製程先進技術。2007 年,ASM 的產品 Pulsar ALD 更是成為首個運用在量產高介電常數金屬閘極邏輯裝置的沉積設備。至今 ASM 不僅在 ALD 市場佔有超過 55% 的市佔率,也在 PECVD、磊晶等領域有著舉足輕重的重要性。

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ASM 一直持續在快速成長,現在在北美、歐洲、及亞洲等地都設有技術研發與製造中心,營運據點廣布於全球 15 個地區。ASM 也很看重有「矽島」之稱的台灣市場,目前已在台灣深耕 18 年,於新竹、台中、林口、台南皆設有辦公室,並且在 2023 年於南科設立培訓中心,高雄辦公室也將於今年年底開幕!

當然,ALD 也不是薄膜製程的終點。

ASM 是一家擁有 50 年歷史的全球領先半導體設備製造廠商。圖/ASM

最後,ASM 即將出席由國際半導體產業協會主辦的 SEMICON Taiwan 策略材料高峰論壇和人才培育論壇,就在 9 月 5 號的南港展覽館。如果你想掌握半導體產業的最新趨勢,絕對不能錯過!

圖片來源/ASM

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美國將玉米乙醇列入 SAF 前瞻政策,它真的能拯救燃料業的高碳排處境嗎?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/06 ・2633字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 美國穀物協會 委託,泛科學企劃執行。

你加過「酒精汽油」嗎?

2007 年,從台北的八座加油站開始,民眾可以在特定加油站選加「E3 酒精汽油」。

所謂的 E3,指的是汽油中有百分之 3 改為酒精。如果你在其他國家的加油站看到 E10、E27、E100 等等的標示,則代表不同濃度,最高到百分之百的酒精。例如美國、英國、印度、菲律賓等國家已經開放到 E10,巴西則有 E27 和百分之百酒精的 E100 選項可以選擇。

圖片來源:Hanskeuken / Wikipedia

為什麼要加酒精呢?

單論玉米乙醇來說,碳排放趨近於零。為什麼呢?因為從玉米吸收二氧化碳與水進行光合作、生長、成熟,接著被採收,發酵成為玉米乙醇,最後燃燒成二氧化碳與水蒸氣回到大氣中。這一整趟碳循環與水循環,淨排放都是 0,是個零碳的好燃料來源。

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圖片來源:shutterstock

當然,我們無法忽略的是燃料運輸、儲藏、以及製造生產設備時產生的碳足跡。即使如此,美國農業部經過評估分析,2017 發表的報告指出,玉米乙醇生命週期的碳排放量比汽油少了 43%。

「玉米乙醇」納入 SAF(永續航空燃料)前瞻性指引的選項之一

航空業占了全球碳排的 2.5%,而根據國際民用航空組織(ICAO)的預測,這個數字還會成長,2050 年全球航空碳排放量將會來到 2015 年的兩倍。這也使得以生質原料為首的「永續航空燃料」SAF,開始成為航空業減碳的關鍵,及投資者關注的新興科技。

只要燃料的生產符合永續,都可被歸類為 SAF。目前美國材料和試驗協會規範的 SAF 包含以合成方式製造的合成石蠟煤油 FT-SPK、透過發酵與合成製造的異鏈烷烴 SIP。以及近年討論度很高,以食用油為原料進行氫化的 HEFA,以及酒精航空燃料 ATJ(alcohol-to-jet)。

圖片來源:shutterstock

每種燃料的原料都不相同,因此需要的技術突破也不同。例如 HEFA 是將食用油重新再造成可用的航空燃料,因此製造商會從百萬間餐廳蒐集廢棄食用油,再進行「氫化」。

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就引擎來說,我們當然也希望用到穩定的油。因此需要氫化來將植物油轉化為如同動物油般的飽和脂肪酸。氫化會打斷雙鍵,以氫原子佔據這些鍵結,讓氫在脂肪酸上「飽和」。此時因為穩定性提高,不易氧化,適合保存並減少對引擎的負擔。

至於酒精加工為酒精航空燃料 ATJ 的流程。乙醇會先進行脫水為乙烯,接著聚合成約 6~16 碳原子長度的長鏈烯烴。最後一樣進行氫化打斷雙鍵,成為長鏈烷烴,性質幾乎與傳統航空燃料一模一樣。

ATJ 和 HEFA 雖然都會經過氫化,但 ATJ 的反應中所需要的氫氣大約只有一半。另外,HEFA 取用的油品來源來自餐廳,雖然是幫助廢油循環使用的好方法,但供應多少比較不穩定。相對的,因為 ATJ 來源是玉米等穀物,通常農地會種植專門的玉米品種進行生質乙醇的生產,因此來源相對穩定。

但不論是哪一種 SAF,都有積極發展的價值。而航空業也不斷有新消息,例如阿聯酋航空在 2023 年也成功讓波音 777 以 100% 的 SAF 燃料完成飛行,締下創舉。

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圖片來源:shutterstock

汽車業也需要作出重要改變

根據長年推動低碳交通的國際組織 SLoCaT 分析,在所有交通工具的碳排放中,航空業佔了其中的 12%,而公路交通則占了 77%。沒錯,航空業雖然佔了全球碳排的 2.5%,但真正最大宗的碳排來源,還是我們的汽車載具。

但是這個新燃料會不會傷害我們的引擎呢?有人擔心,酒精可能會吸收空氣中的水氣,對機械設備造成影響?

其實也不用那麼擔心,畢竟酒精汽油已經不只是使用一、二十年的東西了。美國聯邦政府早在 1978 就透過免除 E10 的汽油燃料稅,來推廣添加百分之 10 酒精的低碳汽油。也就是說,酒精汽油的上路試驗已經快要 50 年。

有那麼多的研究數據在路上跑,當然不能錯過這個機會。美國國家可再生能源實驗室也持續進行調查,結果發現,由於 E10 汽油摻雜的比例非常低,和傳統汽油的化學性質差異非常小,這 50 年來的車輛,只要符合國際標準製造,都與 E10 汽油完全相容。

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解惑:這些生質酒精的來源原料是否符合永續的精神嗎?

在環保議題裡,這種原本以為是一片好心,最後卻是環境災難的案例還不少。玉米乙醇也一樣有相關規範,例如歐盟在再生能源指令 RED II 明確說明,生質乙醇等生物燃料確實有持續性,但必須符合「永續」的標準,並且因為使用的原料是穀物,因此需要確保不會影響糧食供應。

好消息是,隨著目標變明確,專門生產生質酒精的玉米需求增加,這也帶動品種的改良。在美國,玉米產量連年提高,種植總面積卻緩步下降,避開了與糧爭地的問題。

另外,單位面積產量增加,也進一步降低收穫與運輸的複雜度,總碳排量也觀察到下降的趨勢,讓低碳汽油真正名實相符。

隨著航空業對永續航空燃料的需求抬頭,低碳汽油等生質燃料或許值得我們再次審視。看看除了鋰電池車、氫能車以外,生質燃料車,是否也是個值得加碼投資的方向?

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【2023 年搞笑諾貝爾化學與地質獎】舔石頭以外,猛獁象竟是海龜湯?
寒波_96
・2023/10/20 ・2211字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始,2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項,「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球,不過得主揚.扎拉謝維奇( Jan Zalasiewicz)的文章中,其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

文學史上用味覺帶出情節,最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭,由瑪德蓮的味道切入,接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭,也從品嚐岩石的味道切入,自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭?《舌頭、石頭,迸出新滋味?科學家為什麼要舔石頭?——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是,缺乏現代儀器之際,舌頭可謂方便的化學感應器,能提供有用的資訊。

當然,即使有了現代儀器,舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中,扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器,十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中,據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部(The Explorers Club)」舉行,主辦方宣稱當天有道菜,來自已經滅絕的動物大地懶(Megatherium)。但是幾天後有報紙披露,宴會中的奇珍異獸不是大地懶,而是來自阿留申群島,25 萬年久遠的猛獁象!

1951 年保存至今的晚餐。圖/取自 參考資料3

奇妙的是,當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯(Paul Griswold Howes)寫信要到一份樣本,一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)。

那一餐到底是大地懶,還是猛獁象呢?2014 年,耶魯大學的研究生葛拉斯(Jessica Glass)等人成功由樣本中取得 DNA,結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯,答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物,合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候,綠蠵龜尚未面臨滅團威脅,仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯,當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶,怎麼又會變成猛獁象?

最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯(Herbert Bishop Nichols),他也是基督科學箴言報(The Christian Science Monitor)的科學編輯。可考的記錄中,他第一個對外提出相關描述,後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖/取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料,那麼狀況就是:俱樂部用綠蠵龜做菜,宣稱是大地懶,報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞,雖然不是嚴謹的科學,卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑,也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相,往往不了了之。

儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注,對於這道海龜湯的追根究底,倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後,扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物:貨幣蟲(Nummulites)。許多古生物,當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護,貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候,英國古生物學家庫克派崔克(Randolph Kirkpatrick)提出一個觀點:地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲,後來它們變成稱為「貨幣球(Nummulosphere)」的地層,是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑,可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代,應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片(化學與地質獎從 10:18 開始):

延伸閱讀

參考資料

  1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
  2. Eating fossils
  3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
  4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。