真實版《魔鬼剋星》與鬼屋的六大要素

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

• 作者／迪恩．柏奈特 Dean Burnett
• 譯者／鄧子衿

如果說某人沉迷於血漿、恐怖片和超自然現象，我們心中對於這個人的印象，可能是有雙凹陷發紅的眼睛、面容枯槁、舉止焦躁不安、頭髮雜亂、身體骯髒。

但是杜德斯完全不同，他是個和藹可親、氣色健康的泰恩塞德人（Geordies，當地人自稱），留著俐落短髮，性格樂觀活潑，而且堅忍不拔，很可能是因為一直有人嘲笑他的興趣和信仰吧。談話時，他中途暫停，去把鑽進箱子的貓薩克斯救了出來，他完全就不是個陰險恐怖的人。但是他熱愛血漿、恐怖片和鬼魂，為什麼？

「那些讓我害怕的事物總能吸引我。」貝瑞的解釋就是這麼簡單。最早因害怕而顫抖的記憶是在七歲時，當時他和奶奶住在諾森伯蘭（Northumberland）安貝爾的海邊。

「堂姊莎拉也和我在一起，她告訴我附近碼頭和海濱步道上發生的鬼故事，說是有個僧侶鬼魂會嚇人，我總是被這些故事嚇著。」十三歲時他重訪故地，莎拉讓他看了生平第一部恐怖電影《養鬼吃人2》（Hellraiser II），那是一九八○年代最血腥恐怖的施虐受虐電影。他被嚇著了，看了一半就跑掉，不過隔天又回來看完，接下來在那裡的每一天都看，因為貝瑞說，由恐怖帶來的顫抖與快樂實在是太強烈了。

這個故事聽來像是有個小孩受到堂姐的心理霸凌，實情可能就是如此，但是貝瑞所描述的過程符合刺激轉移理論（excitation-transfer theory）。

強烈的刺激，特別是來自於恐懼、「戰鬥與遁逃」反應，或是其他能夠讓身體內腎上腺素大爆發的，都會引發強烈的興奮感，同時在恐懼的來源消失後，對於刺激的敏感程度依然維持在高檔（整個系統要花點時間才會恢復正常）。因此之前普通的事物變得能夠帶來刺激感，因為你的腦部閥值已經「調高了」，任何東西帶來的感覺都會更強烈。恐怖事物帶來的刺激感轉移至普通平凡的事物上，所以才有「刺激轉移」這個名稱。

此外，腦部的報償系統不只在好事發生時會活躍，壞事（正式地說是「負面」的事）停止時也會。你的腦部會下意識地說：「不管那是什麼，我都不喜歡，還好現在已經沒有了，能夠避免實在是幹得好，來一點愉快的感覺吧。」這時很高興能夠好好活著的腦便體驗到了報償感，殘留的刺激感又讓報償感增強。如果你在電影院中見過看完恐怖片頭暈眼花而渾身顫抖的人，他們可能就是這樣。

另一個重要的元素則是安全。你多少需要知道自己是安全的，那個眼前的危險並非真的，否則你只會嚇到而已，因為本來就該嚇到啊。從災難中存活下來的人，鮮少會「喜歡上」地震或火災。貝瑞的經驗相當嚇人，但發生的地點是自己可以信賴的家庭中，以致保有控制權，使得這種受到驚嚇而沒有陷入危險的狀況，更像是有趣的經驗，因此也就喜歡上了。

貝瑞也熱中於找尋鬼魂。他相信有鬼，但是並不相信自己曾經見過，所以許多週末他會去傳說中鬧鬼的房子或城堡，同時帶上各式各樣現代抓鬼者能夠拿到的儀器。這種熱情似乎也來自他對於恐懼感的享受。

「我不知道自己看到鬼魂時會怎樣。我猜如果真的看到幽靈或死人，完全會嚇死吧，也就是說會嚇到命都沒了。不過有趣的是在於顫抖的感覺，午夜時分在空蕩城堡中的感覺，探頭到一片漆黑的房間中，這時會血脈賁張、腎上腺素爆發、寒毛直豎，這種感覺真是愉快，會上癮。」

並不是只有貝瑞會這樣，許多科學家都認為找尋刺激是一種明顯的人格特質，而且有遺傳證據指出，他們的報酬途徑反應比較不敏銳，換句話說，他們需要玩命體驗所引起的強烈刺激，才能夠得到你我喝一杯好咖啡或特製三明治所獲得的愉悅感。

不過喜歡血又是怎麼來著的？享受害怕的感覺是一回事，但是從來都沒有親眼見過鈍器用各種方式重擊身體的人，卻能從觀看這種場景中感到樂趣，還真是令人擔心。人們真的不會排拒這種場景嗎？許多人會的，他們真的害怕血腥場面。但還是有許多人喜歡這一套，讓性虐待色情片成為一項賺錢的類別。

說到鯊魚，浮現在腦海中的不外乎是「海面上鐮刀狀的背鰭」、「有著尖銳牙齒的血盆大口」、「聞到海水中的鮮血便發狂」的恐怖印象。

很多電視節目、電影帶給人們對於鯊魚不必要的焦慮，然而事實上，在現實生活中被鯊魚攻擊的機率是微乎其微，等同於被雷劈中的 30 倍（跟中大樂透差不多喔）。以機率來看，比起被鯊魚咬，你更該擔心的是在燈紅酒綠的城市裡被路人咬傷。

鯊魚真的會吃人嗎?

現實中的鯊魚不像電影中所演的一般，會主動「獵捕」人類。國際鯊魚攻擊檔案顯示，過去 60 年來鯊魚攻擊次數和人類下水活動的數量有著緊密的關係。鯊魚並不會像獵殺海豹一樣，主動衝上岸攻擊人類，也就是到目前為止並沒有觀察到主動取食人類的行為。換句話說，鯊魚攻擊很可能通常是出自於誤認人類為海豹、海獅等平時的食物或是試探性的咬咬看。若牠們主動獵捕人類，受傷者應該更多，因為當人類在牠們的地盤上游泳時，是個緩慢、無防備的目標。

環境因素也會影響到被攻擊的風險，當鯊魚追逐魚群或海豹游到淺灘附近，靠近遊客的地方時，人們更容易遇到鯊魚，也增加了被鯊魚攻擊的風險。或許我們可以反過來透過觀察環境因素，像溫度、浪潮、天氣狀況來預測鯊魚是否會出現，藉此達到減少被攻擊的機會。

(嚼嚼~)這不好吃，吐掉(呸~via GIPHY

並非所有的鯊魚都會咬人

提到鯊魚，多數人的反應就是「咬人」。但事實上，不是所有的鯊魚都有危險性，「鯊魚攻擊」、「被鯊魚咬」在科學上的定義就和「哺乳類攻擊」同樣廣泛，然而沒有人會將狗咬人和倉鼠咬人混為一談。源自於娛樂媒體的錯誤印象，讓我們對鯊魚貼上錯誤的標籤。

在五百多種鯊魚之中，只有十幾種會真正對人類造成威脅，而其中所有致命的鯊魚攻擊事件幾乎都出自這三種鯊魚之口——大白鯊 (Carcharodon carcharias)、鼬鯊 (Galeocerdo cuvier)、公牛鯊 (Carcharhinus leucas)

• 編按：原公牛鯊學名誤植，於2019/8/30更正

實際上，這三種鯊魚在演化、棲地、行為上都是非常不同的，以演化的觀點來看，鼬鯊和公牛鯊的關係，就如同狗和兔子的差別，在 6 千 5 百萬年前分家，而這兩種鯊魚和大白鯊的關係，則像是狗和袋鼠，必須追溯到更遙遠的侏儸紀，恐龍稱霸陸地、鳥類還沒誕生、靈長類的起源甚至還要再等上 1 億 1000 萬年的時代，就已經田無溝水無流了。

 

知己知彼：認識鯊魚、遠離攻擊

要保持水中活動的安全，了解活動地點的狀況是很重要的。尤其是有關於鯊魚攻擊，要妥善預防救需要了解該地分布的鯊魚種類以及其習性，不管是牠們的行為還是生活習慣，都能有助於減少被攻擊的危險。以美國東岸的鯊魚攻擊紀錄為例：在麻薩諸塞洲發生的鯊魚攻擊事件，兇手幾乎都是大白鯊，牠們體型巨大、生活在寒冷水域之中，主要的獵物是海獅跟海豹。有說法指出，被它們攻擊可能是因為大白鯊從水面下往上看時，把趴在衝浪板上的人誤認成海獅。而在美國較南方的卡羅萊納洲發生的攻擊事件，兇手則多半是黑邊鰭真鯊 (Carcharhinus limbatus) 及公牛鯊。

黑邊鰭真鯊並不是美國南方鯊魚攻擊事件最主要的犯人，牠們通常取食鯡魚等群聚性的魚類。公牛鯊在鹹水和淡水中都能生存，常常在河口發現牠們的身影，相較起黑邊鰭真鯊，牠們的體型更大、更有力，被牠們攻擊所留下的傷口相較之下也更為嚴重，有時候甚致會致死。

鼬鯊一樣是體型巨大的種類，也是致死性攻擊事件的主要肇事者，喜歡在火山島岸邊的海域活動，像夏威夷和留尼旺島，牠們也常闖進有衝浪客和戲水者活動的淺水域。

鯊魚百百種，我們知道的還很少

雖然普羅大眾都知道鯊魚，但實際上我們對牠們的認識不多，甚至是錯誤的，在生物學觀點上對牠們的了解也僅止於皮毛罷了，在 500 多種的鯊魚之中，有一類住在深海名叫軟鱗鎧鯊，在胸鰭後面有個特別的袋狀構造。牠們之中只有兩種有過採集紀錄，其中之一在30年前的智利，另一次則發生在近幾年的墨西哥灣。我們還不能確定袋狀構造的功能為何，科學家們推測是用以儲存發光液體，來誤導牠們的掠食者親戚——亮尾擬小鰭鯊 (Euprotomicroides zantedeschia)，一種會從腹部腺體分泌發光液來吸引獵物的鯊魚。

鯊魚百百種，有著很高的多樣性，從其貌不揚的歐氏尖吻鮫 (Mitsukurina owstoni)，到緩慢濾食的鯨鯊 (Rhincodon typus) 。即使鯨鯊是地球上最大的魚類，我們還是必須為瀕危的牠們設立托兒所，照顧上千隻牠們的幼魚。有些深海鯊魚則是潛水者眼中的夢幻物種，例如巨大的六鰓鯊，生活在 100 公尺以下的海底，以腐肉為主食，但也可能獵捕深海的其牠動物。

台灣的海洋資源豐富，鯊魚的種類自然也不在話下，周圍海域共發現 130 種鯊魚，大部分的種類都是嬌小、不具攻擊性的種類。雖然也有具危險性的公牛鯊、雙髻鯊出現的紀錄，但大家也不用擔心，只要保持安全距離、不在牠們身邊逗留，牠們也不會主動攻擊人類喔！

參考資料

1. The conversation — Shark Week looms, but don’t panic
2. 維基百科 — Great white shark  
3. 臺灣物種名錄 
4. 台灣魚類資料庫