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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

最近歐美的 TikTok 上掀起了一股被稱為「becoming Chinese」的奇特風潮，年輕人開始捨棄加滿冰塊的冷飲，瘋狂迷上我們再熟悉不過的「喝熱水」。網紅們宣稱這杯熱水能助消化、消脹氣、瘦小腹，甚至具備排毒與抗老的功效。有趣的是，這不正是台灣阿嬤從小唸到大的口頭禪嗎？這杯爆紅的熱水究竟是難得有料的養生法，還是又一次的網路造神？這一集，就讓挺健康鄭丁靚醫師帶我們看懂喝熱水背後的科學真相，一次破解那些被過度神化的養生迷思。

為什麼華人的日常，成了歐美眼中的「神丹」？

喝熱水對我們來說是生活日常，但對從小喝冰水、凡事都要加冰塊的歐美人而言，這種陌生的東方習慣充滿了神秘感。加上它零成本、明天就能開始嘗試，一旦有了話題度，功效宣稱就開始像滾雪球般無限放大。從一開始單純的「喝完覺得身體溫暖舒服」，一路被加碼到能啟動酵素、融化脂肪，最後甚至演變成治百病的靈丹妙藥。

其實，中醫對於喝熱水確實有一套自洽的邏輯。中醫認為吃太多寒涼食物會傷脾胃、傷陽氣，溫熱的飲食較能顧「脾胃運化」。這與現代醫學也有部分吻合：對於患有大腸激躁症或功能性消化不良的人來說，喝冰水確實容易引發胃痙攣或絞痛，換成溫水後，腸胃的確會舒服很多。

不過，華人愛喝熱水的習慣，有很大一部分並非來自古代的養生秘法，而是因為 50 到 80 年代推行的「喝開水」愛國衛生運動。在沒有乾淨自來水的年代，把水煮沸這個簡單的動作是為了殺菌救命。而且中醫講究的是「溫服」（約 37 到 40 度的溫水），從來沒有叫人趁著滾燙的時候喝下去。

喝熱水真的能解便秘又燃脂嗎？

很多人發現，早上喝一杯熱水後肚子就會開始咕嚕咕嚕叫，接著就有便意，這是不是代表熱水能解便秘？其實，這主要是身體的「胃結腸反射」（gastrocolic reflex）。我們睡覺時大腸幾乎是關機的狀態，醒來後進食或喝水將胃撐開，就會觸發一次大腸蠕動。清晨一杯溫水確實能協助我們養成定時排便的習慣，加上便秘患者常服用的纖維或軟便劑都需要大量水分，喝夠水絕對有幫助。但對於沒有便秘問題的健康人來說，狂灌熱水並不會憑空增加排便量，連英國營養師協會都指出，除非你本來就缺水，否則「多喝水」本身不足以作為治療便秘的唯一方法。

至於「熱水燃脂、瘦小腹」的說法，更是被嚴重誤讀。2003 年曾有一篇頂尖期刊研究指出，喝 500 毫升的水能讓代謝率最高上升 30%。但後來有科學家做了更嚴謹的對照實驗，加入「假喝」（把杯子拿到嘴邊但不吞下去）作為對照組。結果發現，真正喝下水後的代謝率上升不到 3%，與假喝組沒有顯著差異。也就是說，喝純水本身並不能大幅燃燒熱量。社群上看到的「肚子變平」，大多只是清空腸胃和水分變化帶來的錯覺。脂肪的消化是靠膽汁打散、酵素分解，絕對不是被熱水「融化」的。

「啟動酵素」與「排毒」？越像科學術語越要小心

網傳喝熱水能「啟動消化酵素」，聽起來很科學，但實際上大有問題。人體的消化酵素本來就在正常體溫（約 37 度）下運作得非常完美，根本不需要一杯熱水來幫它「開機」。而且，就算你喝下六七十度的熱水，進到胃裡二三十分鐘後也會迅速降回體溫。

至於「排毒」說法，更是完全缺乏科學證據支持。美國國家衛生院（NIH）等機構回顧了市面上流行的各種排毒法，發現幾乎沒有像樣的對照試驗。人體本來就內建了一套強大的排毒系統——肝臟、腎臟、腸胃、肺和皮膚，24 小時都在幫你處理廢物。這些器官的運作確實需要充足的水分，因此「補水」很重要，但「把水加熱」並不會賦予它任何額外的排毒超能力。

養生不成反傷身？真正該擔心的不是功效，而是「溫度」

我們爭論了半天熱水有沒有效，其實都問錯了方向。在科學上目前真正站得住腳的一件事，不是熱水有什麼神效，而是「太燙的水有致癌風險」。2016 年，世界衛生組織（WHO）轄下的國際癌症研究機構（IARC）已明確將「65 度以上的非常熱飲」列為「可能致癌物」（Group 2A）。

這一點對我們來說特別致命。歐美的食道癌多為與肥胖或胃食道逆流相關的腺癌，但華人的食道癌有九成以上是「鱗狀細胞癌」。雖然抽菸、喝酒、吃檳榔是主要元凶，但長期喝超過 60 度的熱湯、熱水，會不斷將食道黏膜燙傷。一旦這層天然屏障破損，致癌物就能長驅直入。大型追蹤研究顯示，習慣喝 60 度以上熱飲的人，罹患食道癌的風險高出約四成；若是喝自己都覺得「超燙」的飲料，風險更是飆升至 2.41 倍。英國的 32 萬人大型研究也發現，每天喝大量熱茶的人，胃癌機率同樣會上升。

結語：最好的水，是你願意每天喝夠的水

總結來說，目前並沒有任何直接證據顯示「喝熱水能讓人活得比較久」。喝溫水可以是一個好習慣，但它真正的益處，或許不在於它有多「熱」，而是這個習慣讓你願意每天多喝那一杯水，維持身體所需的水分代謝。

下次當長輩端上一碗熱呼呼的煲湯，或是泡了一壺熱茶，記得先聊個天，多等 4 分鐘再喝。同時，我們也不必迷信市面上昂貴的鹼性水或能量水。對絕大多數健康成人來說，最好的水不是最貴的水，而是安全、乾淨、溫度適宜，並且每天都有喝夠的水。

延伸閱讀｜實證醫學專欄｜循證長壽、失智預防、更年期、睡眠科學｜叮噹醫師
以同儕評審論文為根據的長壽科學深度解析。睡眠科學、光線生物學、更年期醫學、認知儲備、失智早期檢測。

恢復初始體重與延長健康壽命

身體的能量大多由細胞裡的能量工廠產生，也就是粒線體。這種能量以 ATP 的形式存在，用來驅動體內種種的生物過程，維持新陳代謝。攝取果糖後，身體會產生尿酸，對能量工廠造成氧化壓力，導致 ATP 產量減少，最後果糖所含的熱量會以脂肪和肝醣的形式儲存在體內。這個過程能幫助我們儲備能量，以因應食物不足的狀況。

生存開關活化所產生的氧化壓力，可能對細胞內的能量工廠和身體其他部位造成損害。在自然界中，這種氧化壓力通常為時短暫，能量工廠很快就會恢復正常運作。相對之下，現代人體內的生存開關卻是全年無休、火力全開。原本是為了生存而暫時抑制粒線體的能量產生，沒想到卻變成一種永久的枷鎖，並帶來嚴重的後果。

長期暴露在慢性氧化壓力中，會使能量工廠的結構發生變化。粒線體會變小，功能下降。即使在生存開關並未活化的狀況下，粒線體產生的能量也不復以往。這等於重新設定了新陳代謝的基礎值，降低能量的產生和使用，隨之而來的便是體重增加。因為身體現在認定減重前的體重才是正常，所以將體重減輕視為生存威脅，於是調整新陳代謝速率做為因應。這時，你的新陳代謝就成為你的敵人！

生存開關長期處於活化狀態，不只會影響體重和能量。現在更有證據指出，慢性或反覆出現氧化壓力，也會導致人體老化，於是皮膚出現皺紋，內臟器官緩慢磨損。所有的食物攝取，多少都會對能量工廠造成氧化壓力（第一章曾說過，減少熱量攝取可能延長壽命，原因可能正是在此）。然而，與其他營養相比，攝取果糖對粒線體造成的氧化壓力要大得多。

在我看來，若能在粒線體受到永久損傷之前，及早對肥胖症展開治療，效果最好。的確，我個人的經驗是，兒童和青少年的肥胖症比較容易治療，只需要改變飲食，減少攝取會活化生存開關的食物，因為年輕人仍然擁有大量功能正常的粒線體。相較之下，要治療肥胖症的長期患者挑戰就高得多，因為他們的能量工廠長期承受慢性的氧化壓力。然而，任務仍然可能達成，關鍵在於恢復粒線體。

要治療肥胖症，就得增加粒線體的產能

我們被「鎖定」在高體重和低能量的狀態，這聽來真是令人沮喪，但這種狀態並非不能改變，能量工廠是可復原的。基本上有兩大方法，首先，盡量減少對能量工廠的損害，讓它們有時間自然恢復。這種方法主要著重在中止生存開關持續活化。其次是積極修復能量工廠，甚或是增加生產粒線體，以彌補失去的數量。

在討論如何達成這兩項目標之前，我想先提供簡單的方法，讓你評估自己能量工廠的健康狀況：觀察自己的自然步態，也就是平時的行走速度。你可以記錄自己繞行附近一個街區的時間，同時佩戴計步器計算步數，然後算出每秒行走的步數和距離。另一種方法更簡單，只要記錄繞行街區的時間，將現在的時間與之後的時間進行比較，就能判斷粒線體的健康狀況是否改變。重點在於測量時要採行自然步態；換句話說，行走時請勿故意加快腳步。正常的步行速度約為每秒 1.2 公尺，但每秒 0.6 至 1.8 公尺都算正常範圍。我建議把目標設定為每秒 1.2 公尺以上。長期超重的人步行速度通常較慢，平均約為每秒 0.9 公尺。

研究顯示，自然步行速度與粒線體的品質呈現正相關，步行速度較快的人壽命較長，整體健康狀況也較好。步行速度減慢可能是因為骨骼肌疲勞增加，或 ATP 濃度低。值得注意的是，年輕超重者的步行速度往往與其他年輕人相似，但隨著年齡增長，超重者和正常體重者之間的步行速度差異會愈來愈大。

我鼓勵你去散步，評估你的自然步行節奏。這可幫助你深入了解減肥和維持體重的難易程度，不僅如此，長期監控自己的自然步行速度，還有助於評估體重控制的整體進展。

——本文摘自《大自然就是要你胖！》，2024 年 06 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。