分貝越高聽起來就越大聲？——淺談「等響曲線」，揭開聽覺感知的神秘面紗！

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

• 文／朱家瑩｜雅文基金會聽語科學研究中心研究員

懷孕的準媽媽總是想要給寶寶最好的，讓肚子裡的胎兒贏在起跑點——市面上五花八門的胎教音樂，通通拿來給胎兒聽！據傳，莫札特的音樂能讓胎兒剛出生智力就高人一等^[1]，於是準媽媽選擇了莫札特的《小星星變奏曲》。為了讓肚裡的胎兒好好接收到音樂，準媽媽直接將耳機貼在肚皮上，讓聲音少些阻隔，能夠直達胎兒的耳邊。但是請小心，這樣的音量可能過大，很可能會造成胎兒的聽力損失。

從媽媽的肚子裡開始「聽」

在肚子裡的胎兒，因為隔著媽媽的肚皮、子宮、羊水和甩也甩不掉的脂肪，不僅聽到的音頻較不完整，且音量也小了許多。但，即便有宛如銅牆鐵壁般的保護，若讓胎兒長時間暴露在高於 60 分貝（dBA）的低頻噪音下，仍可能會造成寶寶的聽力損失^[2]。

什麼？胎兒也可能會有噪音性聽損？那什麼時候該開始注意周遭的聲音，避免讓胎兒還未出生就因噪音而聽損呢？在討論前，先讓我們瞭解一下胎兒的聽覺系統發展。

就像國道建設，聽覺系統也是一段一段接起來

讓我們聽到聲音的聽覺系統分為兩個部分：一個是接收聲音的耳朵構造，包含外耳、中耳及內耳中的耳蝸；另一個則是在大腦中處理聲音的訊號的聽覺皮質（auditory cortex）。

耳朵構造的發展很早就開始了。從第一孕期（0-14 週）開始，大約在 15 週時就會發展完成，而內耳毛細胞則是在 10-12 週開始分化；大約在第二孕期開始，依序由內毛細胞發展到外毛細胞^{[2, 3]}。當內毛細胞發展完成，可以將聲音訊號傳遞到腦幹及顳葉時，聽覺系統就可以開始運作了，這時候大約是 25 到 29 週^[4]。內毛細胞是聲音的接收器，連結著聽神經，聲音刺激引發內毛細胞震動後，就可將聲音傳輸到可以處理聲音訊號的聽覺皮質。

因此，當內毛細胞發展完成後，也就是第三孕期（28-40 週）時，聽覺系統開始運作。這時胎兒可以藉由耳毛細胞傳遞訊號到大腦，進而聽到聲音。

胎兒也需要聽覺刺激——沒刺激就沒發展

聽覺系統的發展仰賴聽覺刺激來訓練毛細胞傳達訊息到大腦。因此，當聽覺系統開工後，便需要有聲音刺激來訓練毛細胞。文獻指出，懷胎 7 月起到出生 1 個月內，是讓胎兒學習不同聲音頻率的最佳時機^[5]！不管是父母的說話或哼唱聲、環境中的講話聲，或是音樂，都是很好的刺激來源。

揪兜媽爹！聲音不是「大」又「多」就好

不過，要特別注意音量以及給予的方式，因為胎兒的耳毛細胞還很脆弱，有可能會因為過大且持續的聲音刺激造成聽力損失，得不償失。

我們大多是透過空氣傳遞的方式聽到聲音，但肚子裡的胎兒可不一樣。外界聲音要先穿透媽媽厚厚的肚皮、子宮跟羊水才能抵達（可以想像在水裡摀著耳朵聽聲音）。因為耳朵都被羊水塞住了，胎兒是透過骨頭傳遞的方式聽聲音，能聽到的僅限於低頻音域（500 Hz 以下），如此可以保護負責處理高頻聲音的耳毛細胞^[2]。但是，超過 60 分貝（dBA）的低頻噪音還是應該要避免，否則就會造成還在學習傳導訊息的耳毛細胞受到傷害，進而造成不可逆的聽力損失。

動滋動滋，媽媽肚子自動強化重低音

低頻噪音可以輕易穿透媽媽的肚子，聲壓不僅不會減少，甚至可能會增加，容易造成胎兒的耳毛細胞受到傷害。相對地，高頻噪音（500 Hz 以上）則很難進到胎兒的內耳，而且一旦進入媽媽的肚子後，還會減少 20-30 dB 的聲壓^[6]，因此低頻噪音對於胎兒的影響遠大於高頻噪音。

除此之外，也要注意工作環境和生活環境中的噪音。研究指出，若準媽媽的工作場域暴露在 80 分貝（dBA）的噪音當中，除了會造成胎兒聽損外，也容易早產^[7]；而若生活環境吵雜，像是住家靠近機場，每天暴露在 60 到 65 分貝（dBA）的飛機噪音中，也容易造成胎兒出生體重過輕^[8]。由此可見，噪音對於胎兒的影響不僅是聽力發展！

聲光玩具可以是最佳保姆，但也可能是聽力殺手

聽覺系統的發展在出生後仍然持續進行^[10]，因此仍然需要不同的聲音刺激。不過，市面上常見的聲光玩具，對於嬰幼兒的聽力有潛在的危險性，所以挑選玩具時也需多多留意。

嬰幼兒的鼓膜對於噪音很敏感，因為他們的耳道比大人短，再加上嬰幼兒的手臂長度較短，在玩玩具時，玩具和耳朵的距離比大人近，音量也會相對大聲^[11]。對於年紀更小的嬰幼兒，有些甚至還沒有能力將過大音量的聲光玩具移開，同時也沒有足夠的認知能力可以辨識什麼樣的聲音音量是屬於太大聲的噪音^[12]。

根據 Sight & Hearing Association 2021 年的調查報告^[13]，下圖舉例的玩具音量皆超過 100 分貝（dBA）。可以看到玩具的種類包含尖叫雞、電子樂器、聲光機器人，甚至是音效書。

選購玩具時，若音量對你來說有點大聲，那就不要猶豫，請把它放回架上。尚未拆封的玩具因有包裝阻隔，會再降低一些音量——要是你覺得大聲，那對嬰幼兒更是震耳欲聾^[14]。若是手邊已經有聲光玩具，也不用急著丟掉，可以用膠帶貼住喇叭，降低音量^[15]，或者直接拔掉電池^[16]。

聽覺系統自胎兒時期開始發展，因此當寶寶開始聽得到聲音時，就要避免持續性的噪音可能造成的聽力損害，而噪音的來源可能就是身邊常見的聲源，包含胎教音樂跟聲光玩具等。這些被視為「好」的聲音，一旦超過可容忍的音量，就會變成「不好」的噪音了。

參考文獻

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15. Weinreich, H. M., Jabbour, N., Levine, S., & Yueh, B. (2013). Limiting hazardous noise exposure from noisy toys: simple, sticky solutions. The Laryngoscope, 123(9), 2240-2244.
16. Zappi, R. E. (2021). Watch for Holiday Toys That Can Pose a Hearing Hazard.

• 文 / 張晏銘、謝耀文 | 雅文基金會聽力師

還記得以前唸國小和幼兒園時，學期初老師會叫一班又一班的同學，排排站在保健室外頭等候體檢嗎？保健室護理師會幫大家量身高、體重、看看牙齒，以及會拿出一個像是叉子一樣的東西，在左邊敲一下、右邊噹一聲，請我們聽到就舉手，通過的打勾，沒通過的打叉；又或者在考汽車駕照檢測時，除了看著佈滿紅綠點的數字外，檢查人員也會在我們耳邊敲擊音叉，確認有沒有聽到聲音。你是不是也有同樣的疑問：為什麼「噹」一聲就能知道聽力有沒有問題？

那些年我們經歷過的音叉測試

音叉是在 1711 年由英國一位宮廷小號手，約翰·朔爾 (John Shore) 所發明，原本是為了替魯特琴調音校正使用；而後因為人體生理構造的獨特性及音叉的方便攜帶性，衍生出一系列的檢查方法進行聽力篩檢，多數的檢測用音叉以五個不同頻率為一組，其中又以 256 Hz 與 512 Hz 最為常見。測試時除可以敲擊不同頻率的音叉，確認受測者有沒有聽到該頻率的聲音外，還可以透過音叉擺放位置的不同組合，來瞭解聽損者的聽損型態：聽損型態概分為三種，傳導性聽損為聲音經由外耳或中耳傳遞時受阻，感音神經性聽損表示內耳或聽神經區域受損，混合性聽損則表示兼具傳導性聽損及感音神經性聽損特徵。

韋伯測試 (Weber Test)^〔1〕：將振動音叉置於額頭，正常聽力者會感覺聲音在正中間沒有偏向；若是單側傳導性聽損者，會感覺聲音偏向聽力受損耳，但若是單側感音神經性聽損者，則會感覺聲音偏向聽力正常耳。

林內測試 (Rinne Test)^〔2〕：將音叉底基部置於耳後乳突骨處，待受測者聽不到聲音時，將音叉移到耳朵耳道口旁，詢問是否有聽到聲音，若是可聽到聲音（即Rinne Test陽性，R+），代表聽力正常或感音神經性聽損，但若移到耳旁後沒聽到聲音（即 Rinne Test 陰性，R-），則判斷可能為傳導性聽力受損（尚有其他反應結果，本文未一一列舉）。

音叉檢測法看似簡單，但其實在「噹」一聲之前，不論是敲擊力道、放置位置距離等皆有詳細規範。雖然無法由此得知完整的聽力健康狀態，但由於流程快速簡單，因此也成為部分學校聽力篩檢的檢測方式。當然，聽力篩檢的方式並不只有這一種，接下來介紹幾種不同的聽篩方法！

動動手指也能知道聽力好壞！？

一般聽力篩檢用的儀器，因為價錢昂貴又非生活中唾手可得，施測時的環境條件和執行門檻也比較高，需要受過訓練的專業人員來操作，因此不少的簡易聽篩方式因應而生，其中像「手指摩擦測試法」^〔3〕，便不需要複雜的設備就能執行。測試時站在受測者的後方，將雙手懸空在受測者兩耳旁約 5 公分的距離，分別用左手或右手輕輕搓動手指，並詢問對方是否有聽到聲音，只要不到 30 秒的時間就能得知有沒有通過篩檢！這背後的原理其實是當我們輕輕摩擦手指時，產生的音量大約是 25 分貝 (dB A)，且摩擦時的聲音能量主要分布在高頻，而年齡導致的聽力退化多由高頻開始，也因此目前多應用於老年人聽力篩檢^〔4.5.6〕。

然而這樣的方法雖然容易操作，並不具有頻率特定性，且操作上需避免視覺線索的提示，受到人為因素影響的機率也較高，所以無法完全取代標準的聽力篩檢工具。

你問我答的聽力問卷調查

現實生活中人們可能偶會沒接收到細微的聲音卻不自知，但當與人溝通交談時常需要對方重述，或者頻繁的聽錯對話內容，那便會是個不可忽視的「紅色警訊 (Red Flag)。為能客觀瞭解生活中的實際傾聽狀態，學者設計出了問卷或聽覺行為量表測驗，只需回答幾個簡單的問題，可以使受測者去留心到不同環境下自己的聆聽表現，例如年長者聽障問卷 (Hearing Handicap Inventory for Elderly-Screening;　HHIE-S) ^〔7〕；而對於無法自主表達的嬰幼兒或兒童，則可透過主要照顧者或學校老師的生活照護與觀察，來留意其表現，例如：雅文基金會整理的微聽損警示量表、嬰幼兒聽力簡易居家行為量表等都能便捷、迅速的觀察身邊的人是否存在聽力健康疑慮。

與時代潮流接軌的「聽力管家」

隨著網路科技的發達，聽力測驗工具也可以線上化，只要透過網路下載 App 便可進行聽力追蹤。這類型的測驗模式大概可分三種；第一種是模擬標準的聽力檢測，給予不同頻率的聲音，找出受測者在各頻率能聽到最小聲的聲音，如此一來在家也能取得自己的聽力圖；第二種模式則是找出可以聽見的最高頻率，雖然人耳理論上可以接收 20-20000 Hz 頻率的聲音，但隨著年齡增長，高頻聲音察覺能力會漸漸退化，藉此特徵去換算出耳朵的年齡；第三種模式則是噪音中的語詞聽辨測驗，多是讓受測者在有背景噪音的情況下，聽取一小段數字後跟著輸入，輸入正確語音會變得更小聲，但當輸入錯誤語音音量就會變大聲，最終找出受測者能回答正確時的語音和噪音的音量比，藉此做為是否需進一步追蹤聽力的參考依據。

線上聽檢十分便捷，但在選擇聽力測驗時，仍須留意測驗是否有提供完整操作說明、耳機校正程序或明確的檢查結果（如：聽力圖、聽力年齡等），以及是否能針對結果給予後續適當的建議^〔8.9.10〕。

聽篩種類百百款，仍然不是萬靈丹

不論是甚麼類型的篩檢測驗，都會有其限制，無法完整的全面瞭解聽力健康狀況，因此在察覺聽力健康出現問題後，仍應回診進行完整的聽力評估，確認是否需進一步介入。聽力也是我們身體機能的一種，隨年齡增長便有退化的可能，因此唯有定期檢查與追蹤，方能即時掌握聽力健康狀態，切勿輕忽怠慢唷！

參考資料

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2. Kong, E. L., & Fowler, J. B. (2017). Rinne Test.
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9. 馬英娟（2018年7月28日）。APP玩科技，聽力保健真容易。取自：https://www.chfn.org.tw/publication/article/2/hearing_app
10. 唐佩君（2019年3月2日）。世衛推免費App 不同音量3數字測聽力。中央通訊社。