要愛不要暴！終結家暴的方法面面觀【科科聊聊 EP64】 ft. 現代婦女基金會督導何雨威

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

在荷蘭有一隻 3 歲半的母西施犬，曾經結紮過，平常有按時打預防針，除了 8 個月前拔掉幾顆牙，病歷上無其他重要紀錄。3 個月前牠去寵物旅館住了 10 天，回來後開始打噴嚏。現在身體虛弱，側躺就呼吸窘迫，偶爾甚至張口換氣。飼主帶牠去看病時，還說牠食慾不振，體重下降。獸醫則認為牠不僅營養不良；有牙結石和牙齦炎等口腔衛生問題；呼吸時的鳴喘，在投以消炎藥和抗生素後，也依然無法改善。於是，這隻西施犬就被抓去拍了幾張醫療影像，結果相當出乎意料。^[1]

獸醫告知飼主，西施犬有 2 支肋骨斷裂，並建議聯絡寵物旅館，以瞭解詳情。沒想到飼主情緒激動地說：「幸好只是骨折，而非心臟病。」然後拒絕行動。認為事有蹊蹺的獸醫，拜託同事去多問幾句。後者問完，更感到不對勁，便建議該獸醫去請教動物鑑識專家中心（Veterinary Forensic Expert Centre）。^[1]

荷蘭的動物鑑識專家中心，是一個類似家暴防治部門的存在。^{[1, 2]}其設立的目的，首先是協助獸醫處理疑似虐待動物的案件。讓他們上傳影像和文字，再由該中心的專科獸醫，以及在荷蘭鑑識組織（Dutch Forensic Institute）負責人類案件的法醫，分析這些資訊，並在 48 小時內回覆。假若判定為虐待，原獸醫可以將案件轉交警察偵辦。同時，動物鑑識專家中心還有其他功能，例如：科學研究，以及教育獸醫、一般醫師、心理師、社工與普通民眾，虐待動物其實是家暴的潛在徵兆，二者的關係密不可分。^[2]

該中心受理西施犬的案件後，派出由 1 位歐洲獸醫診斷影像學院（European College of Veterinary Diagnostic Imaging）的代表和 2 名法醫，所組成的調查小組。儘管原獸醫提供的醫療影像，不是非常清晰，小組成員還是在已知部份以外，發現了至少 5 支以上的肋骨骨折，以及輕微雞胸（pectus carinatum），也就是胸骨略為凸出。值得注意的是，這些癒合程度不一的肋骨，加上斷裂的位置，都讓他們懷疑飼主虐待動物。 ^[1]

不過，調查小組從顱骨的影像，看到這隻西施犬有骨質缺乏（osteopenia）以及浮動齒（floating teeth）等問題。^[1]前者是指骨質流失，但不到骨質疏鬆（osteoporosis）的程度；^[3]後者則是因根部受損，而在影像上看起來猶如會浮動的牙齒。^[4]這兩點都是犬隻腎功能異常，導致次發性副甲狀腺亢進（secondary hyperparathyroidism）的徵兆。換句話說，骨折應該是源於腎臟問題，而非虐待。正當他們考慮還給飼主一個清白；獸醫為西施犬驗血的結果，也顯示牠的腎病嚴重。^[1]

真相好不容易水落石出，該西施犬卻病入膏肓。飼主決定將牠安樂死，並且同意驗屍。透過死後的電腦斷層掃描與解剖，研究人員找到另外 10 支骨折的肋骨、鈣化點遍佈且塌陷的肺臟、腫大的副甲狀腺，以及 2 顆發炎、縮小並局部性纖維化的腎臟等病變器官。^[1]

慢性腎衰竭（chronic renal failure）以及併發的次發性副甲狀腺亢進，都是犬隻常見的疾病。腎病嚴重時，體內的鈣和磷會失衡，造成轉移性鈣化（metastatic calcification）。此時，副甲狀腺為了維持血液中鈣的濃度，會大量分泌副甲狀腺素，刺激骨骼釋放鈣質，卻也使得骨折的風險提高。這隻西施犬發炎的腎臟、鈣化的肺部、腫大的副甲狀腺和斷裂的肋骨，便是如此接連出事，兵敗如山倒。骨牌效應最後一路影響到呼吸，所以才會被帶去看病。^[1]幸好動物鑑識專家明察秋毫，否則好心的飼主差點就被誤會成虐待動物的罪犯。

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參考資料

1. van Bruggen LWL, Marrero JPD, Grinwis GCM, et al. (2022) ‘Renal secondary hyperparathyroidism should be considered a differential diagnosis in forensic cases where animal abuse is suspected’. Forensic Science, Medicine, and Pathology.
2. Endenburg N, Rodenburg B, García Pinillos R, et al. (2021) ‘The Veterinary Forensic Expert Centre In The Netherlands’. In Proceedings Book One Welfare World Conference. One Welfare CIC.
3. ‘Osteopenia’. (29 SEP 2021) Cleveland Clinic.
4. Bickle I. (12 MAY 2021) ‘Floating teeth’. Radiopaedia.

泛泛泛科學 Podcast 這裡聽：

當家中小朋友問你「煮雞與烤雞有何差別」，或者吵著為何不能常吃鹹酥雞，種種飲食問題你知道該如何解答嗎？《神廚賽恩師》有感於台灣大小朋友缺乏「食物教育」，而從蒸、煮、炒、炸等「料理單字」，為大家解惑料理背後的科學，探究我們每天吃的美食到底如何製成？

本集我們邀請節目製作人鄭佳華、主持人史達魯（祝福另位主持人納豆早日康復 QQ）聊聊《神廚賽恩師》的誕生過程。節目成形竟是因為製作人小孩害怕「吃雞」？中華料理繁多的料理方式，要如何以科學辨認其差異？認識「鮮味」竟是烹飪及點菜的小撇步？節目第二季還會教你煮泡麵、水餃更好吃的妙招？本集讓我們和神廚，一同暢遊「料理賽恩思」的世界！

• 02:21 節目起源於小孩怕吃「蛀蟲雞」？

《神廚賽恩師》自 2020 年於公視開播，從華人生活中重要的飲食文化為切入點，讓孩童從中獲得科學知識。製作人鄭佳華認為生活常遇上的問題，用「科學」來解決最快，因此也曾製作《非常有藝思》、《成語賽恩思》等將文藝與科學結合的節目。由於她曾聽家中孩童發問「煮雞與烤雞有何差別？」，甚至認為「雞的毛孔是被蟲蛀過」，深深感到台灣「飲食教育」不足，才動念想出《神廚賽恩師》的節目企劃。

• 07:47 從「蒸煮炒炸」認識料理的科學原理

製作人鄭佳華有感於不論孩童或大人，我們對「飲食」的食材來源、烹煮歷經的化學變化或食物內含的營養成分都不大熟悉。因此當她回頭查找資料時，發覺「中華料理」的菜名，如：清蒸鱸魚、紅燒豆腐，便已解釋該菜的烹調方式，而動念以蒸、煮、炒、炸等「料理單字」作為每集主題，由主持人納豆扮演學徒，帶領一群孩童「小學徒」，​​向另一位主持人、廚師史達魯請教美食烹調概念，探索廚藝背後的科學道理。

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料理的美味其實來自於科學原理—「Pansci Talk：嚐識」

• 10:15 阿宅廚師的「debug」料理精神

廚師史達魯過去為科學相關科系畢業，曾以電腦工程師為業，廚藝則完全是「自學」無師自通。他以工程「阿宅」角度來看，寫程式與做料理都是「debug」，以除錯的心態來解決問題，例如：發現炸雞皮脆肉不熟時，可先把雞肉放在水中煮熟，再裹粉去炸外皮，便可達到「皮脆且肉熟」的結果。近期，他還突發奇想，效仿製作魚露的發酵過程，試圖實驗把牛肉製成鮮美「牛肉露」；或把製作豆腐乳的「菌絲」炸來吃，沒想到吃起來還頗有「豆漿味」。

• 16:44 節目會不會知識量太爆炸？

2020 年第一季《神廚賽恩師》播出後，鄭佳華收到許多反應不俗的觀眾回饋，包含：孩童願意效仿節目，在家中自行操作「料理實驗」，由於實驗可在自家廚房進行，家長也較能從旁監督而感到放心。製作節目時，他們也盡可能不讓知識量「爆炸」，而是讓內容越拓越廣，讓節目更貼近生活。史達魯提及到臺北醫學大學兼課時，曾把節目提供學生當補充教材，甚至有學生藉此買下生平「第一瓶醬油」，只為實驗節目中提及的「梅納反應」，讓史達魯印象深刻。

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• 21:40 台灣人「三句不離吃」一定會看節目

《神廚賽恩師》節目包含多個環節：藉由棚內烹調實拍，解釋料理背後科學原理；並以故事動畫，介紹名菜的發展歷史；最後再至外景拍攝業內師傅、名廚做菜。鄭佳華認為台灣人重視飲食，談話內容「三句不離吃」，顯示大眾很願意從文化、科學方面理解「吃」，因此做飲食節目必定能吸引觀眾。

• 24:05 以科學區分料理方式差異

鄭佳華提及，許多烹調字詞如炸、炒，可從其象形文字看出其料理方式。籌備節目時，他們還發現有「伙房 28 法」細分各式烹調方式，許多料理方式連史達魯都未必知曉如何解釋，經過研究、向老師傅請教才知道箇中差異。另外，眾多相近的烹調方式，確實可用「科學」來解釋差異，如同：煮、燉、汆燙等水煮烹飪法，便是因為用水溫度高低、烹調時間長短不同，才讓成品的風味有所分別。

• 30:02 「食育」不淪為說教要親身體驗

近年，日本推行「食育」，培養孩童從小認識食物來源、接觸烹飪過程，介紹飲食對環境的影響，強調在地飲食觀念。《神廚賽恩師》也以節目推廣「食育」，藉由外景拍攝讓觀眾認識食物原產地，安排主持人及孩童親自採集、烹調食材，體驗料理的產製過程。孩童能藉此瞭解哪些料理營養，哪些則不健康應該少吃，例如：油炸的鹹酥雞，讓「食育」不淪為說教。史達魯還藉節目拍攝，認識「天然愛玉」竟可耐高溫不會融化，讓他而後運用於分子料理中。

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• 34:01 大人也要看的烹飪與點菜秘笈

《神廚賽恩師》把主持人納豆設定為「想當廚師但不會做菜」的學徒，希望孩童藉由他的角色，進而了解廚藝科學。然而，史達魯認為節目給大人收看，知識量也十分足夠，例如：談論「燒」的集數，請到資深范添美師傅，呈現料理東坡肉的神技；「醬」的集數中，提及「鮮味」的協同效應，解釋當兩種食材混合烹調時，游離胺基酸加上核苷酸起化學反應，能產生超過兩種以上的鮮味，像是日式高湯中的昆布與柴魚。觀眾除了藉此更知道如何烹飪，至餐廳點菜時也更知道如何搭配菜色。

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• 39:41 《神廚賽恩師》本身就是一次科學研究

鄭佳華形容《神廚賽恩師》精緻、多樣化的節目橋段，就像是一次科學研究。先由棚內「試吃」環節介紹該集主題，實際烹調食物理解料理的科學原理，再從動畫介紹名菜歷史，追溯背後的文化源頭，最後則請名廚「實作」該道料理。從食材源頭、烹煮原理到烹煮過程，皆於完整於節目中呈現，也是相當完整的一堂「食育」課。

• 43:24 失敗料理「加糖」就能補救？

今年播出的第二季節目，除了將延續先前「伙房 28 法」的烹調方式外，「酸甜苦辣」等味覺也將成為主軸。節目也驗證「失敗的料理加糖就能補救」的都市傳說，確實有其道理，藉此介紹各式味蕾的厲害。目前尚在規劃的第三季，也希望從食材如何轉變為食物切入，例如：黃豆能製作出豆腐、醬油等，讓觀眾能從更多元的角度認識飲食。

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• 51:07 看第二季偷學煮泡麵、水餃小撇步

第二季將於 3/11 起，每集於週五晚間 6 點於公視主頻道、7 點於公視 3 台首播，並且會同步在公視 + 影音平台上架。鄭佳華與史達魯再次推薦，《神廚賽恩師》雖是兒少節目，但大人小孩皆適合觀賞，可藉此更認識廚藝科學與飲食文化，也預告本季中將會透露煮泡麵、水餃更好吃的妙招。若想知道這些烹調小撇步，每週鎖定節目必定能有所收穫！