今年跨年該怎麼過？參考一下古埃及人如何慶祝新年

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

F 編按：本文編譯自 Live Science

大家還記得自己設立的 2024 年目標是什麼嗎？（還是跟我一樣全忘光）

每到歲末年初，隨著新年氣氛的逐漸濃厚，許多人會在回憶這一年的同時，趁機立下新年新希望，希望在新的一年裡有新的成長，常見有減肥、戒菸或學習新技能等等。然而，儘管有充滿幹勁的開始，但也常常在新年過後便難以堅持，結果以失敗告終。

為什麼大部分人都習慣在新年設立新目標？又有什麼方法可以幫助我們完成目標？

為什麼大家都會許新年希望？「新起點效應」了解一下

你有沒有聽過「新起點效應」（Fresh Start Effect）？根據 2014 年發表在《管理科學》（Management Science）期刊上的研究，重要的時間節點如新年、生日、假期甚至一周的開始，皆被視為「時間地標」（Temporal Landmarks）。這些時間地標能夠幫助人們將時間分為「之前」與「之後」，讓人們有機會將過去的失敗歸咎於過去的自己，並對未來投入新的承諾。這也解答了為什麼大部分人容易在新年前後，立定新的目標。

研究指出，這些「時間地標」促使人們採取更具抱負的行為，進行長期目標的投資。新年作為一年中的重要節點，因其象徵著新的開始，成為人們設定新目標的理想時機。

阻礙成功的因素

儘管「新起點效應」提供了有利的心理環境，大多數人的新年目標仍未能持續。羅伯特·韋斯特（Robert West），倫敦大學學院（University College London，簡稱UCL）的行為科學與健康榮譽教授，指出理解行為的重要性是關鍵。他強調，人的慾望只存在於當下，過去的願望或決心不會自動轉化為行動。這意味著，即使在新年期間設定了新目標，如果在執行過程中缺乏持續的動力與行為管理，最初的決心很容易因為當下其他更強烈的慾望而瓦解。

韋斯特教授進一步解釋，這種現象被稱為「意圖與行為差距」（Intention-Behavior Gap）。即使個人有強烈的改變意願，但僅僅有動機是不夠的，還需要具備管理行為的技能和實現目標的機會。這也是許多人在新年過後放棄決心的主要原因之一。

目標類型的重要性

根據 2020 年發表在《PLoS One》期刊上的一項研究，目標的類型對於成功的影響甚大。研究結果顯示，採取「接近導向目標」（Approach-Oriented Goals）的參與者，比採取「避免導向目標」（Avoidance-Oriented Goals）的參與者有更高的成功率。具體來說，55% 的參與者認為自己成功維持了去年的新年決心，而那些設定接近導向目標（如「學習新技能」）的成功率達到 58.9%，遠高於設定避免導向目標（如「戒菸」）的 47.1%。

這表示設定積極、具體的目標，讓人們有明確的行動方向，比起僅僅試圖擺脫壞習慣，更容易達成目標。這也提醒我們，在制定新年新希望時，應該側重於新增積極行為，而非僅僅停止消極行為。

「意圖與行為差距」與行為管理

蘇珊·米奇（Susan Michie），倫敦大學學院健康心理學教授及行為改變中心主任，指出「意圖與行為差距」是影響新年決心成功與否的重要因素。她強調，僅有強烈的改變意願並不足以實現目標，還需要具備有效的行為管理策略。

米奇教授建議，為了縮小意圖與行為之間的差距，人們應該採取以下幾個策略：

1. 具體目標設定：目標應具體且可衡量，避免過於模糊或泛泛。例如，與其說「多運動」，不如說「每週至少運動三次，每次30 分鐘」。
2. 行為計劃：制定具體的行動計劃，確保在面對挑戰時有應對策略。例如，若目標是戒菸，可以計劃在壓力大時採取深呼吸或喝水等替代行為。
3. 社會支持：尋求家人、朋友或專業人士的支持，能夠提供鼓勵與監督，增加目標達成的機會。
4. 自我監控：定期追蹤自己的進展，記錄每日的行為，能夠更清楚地了解自己的成就與不足，並及時調整策略。

如何成功完成新年目標

儘管新年決心失敗的案例層出不窮，但仍有許多人成功實現了自己的目標。這些成功案例往往具備以下幾個特點：

1. 明確的目標設定：成功者通常設定具體且可行的目標，並分階段實施。
2. 持續的動力：他們能夠在目標實現過程中保持持續的動力，並在遇到挫折時不輕易放棄。
3. 靈活的行動計劃：成功者會根據實際情況調整自己的行動計劃，確保能夠有效應對各種挑戰。
4. 積極的自我反饋：他們會定期反思自己的進展，並為每一個小成就感到自豪，進而激勵自己繼續前進。

最後，無論是在新年還是其他時間點，關鍵在於如何將願望轉化為具體行動，並持續投入努力來達成目標。希望這些能幫助大家順利完成新一年的計畫，讓我們一起迎接更健康、更充實的一年！

歐洲難得暖冬，^[1]卻無減她心中寒意。短效及長效的止痛劑嗎啡（morphine）、抗精神病藥物氟哌啶醇（haloperidol），還有抗憂鬱劑阿米曲替林（amitriptyline）等藥品，^[註]全在屋裡唾手可得。2014 年，憂鬱、酗酒，自殺未遂。到了跨年夜，情緒仍深陷泥沼。29 歲的波蘭女子與伴侶爭執後，憤而離家。2015 元旦凌晨 00：30，她渾身酒氣歸來，坐下，從口袋取出一包白粉。食用 2 茶匙，然後起身去泡澡。^[2]

不久，浴室傳來呼救聲。^[2]

卡西酮類毒品

東非與阿拉伯半島東北，有咀嚼巧茶（khat，學名Catha edulis）葉片的傳統文化。巧茶中的生物鹼卡西酮（cathinone），因其化學結構的雷同，被視為「天然安非他命」。人工合成的醫療用卡西酮類藥物，在 20 世紀初問世；但直到 2000 年前後，成為娛樂性用藥，才廣受關注。相關產品以白色或有色粉末的形式流通，調和多種卡西酮類成份與其他物質，好比咖啡因（caffeine），以及麻醉劑利多卡因（lidocaine或lignocaine）和苯唑卡因（benzocaine）等。^[3]

這些商品被冠上「浴鹽」（bath salts）、「喵喵」（Meow Meow）、「植物營養劑」（plant nutrients）、「研究用化學品」（research chemicals）、「水蛭剋星」（conquerors of leeches）、「行車平安符」（driver’s charms）、「細沙添加物」（additives to sand）和「洗屁噴頭」（bidet refreshers，見下方影片及配圖）等光怪陸離的外文名號，^{[3, 4]}臺灣也使用最前面兩個的中文翻譯。^[5]

人工合成的卡西酮類毒品，能輕易穿過血腦屏障（blood-brain barrier），影響中樞神經系統。依照它們抑制多巴胺（dopamine）、正腎上腺素（noradrenaline）和血清素（serotonin）再吸收；還有釋放這些化合物的能力，可分為三大類：^[3]

1. 古柯鹼 MDMA 混合卡西酮（cocaine-MDMA-mixed cathinone）：顧名思義其作用機制，與古柯鹼以及MDMA相似，包括mephedrone（俗稱「喵喵」^[5]）、methylone、ethylone、butylone和naphyrone。^[3]
2. 類甲基安非他命卡西酮（methamphetamine-like cathinones）：猶如甲基安非他命的卡西酮類毒品，像是methcathinone、flephedrone與 clephedrone。^[3]
3. 焦二異丁基酮－卡西酮（pyrovalerone-cathinones）：神似焦二異丁基酮的類型，例如：MDPV（俗稱「浴鹽」^[5]）和 MDPBP。^[3]

卡西酮類毒品的效果，因使用者的年紀、性別、健康狀況、用藥習慣以及物質濫用情形而異。不過，大致上都會令人開放外向，極致欣快，並且自信、性慾與同理心暴增。同時，其副作用的效力有過之，而無不及：頭疼、暈眩、盜汗、嘔吐、失憶、恐慌、幻覺、憂鬱、自殺念頭，還有貧血、心跳過速、心律不整、血壓升高、低血鈉症、體溫過高、肌肉顫抖，以及橫紋肌溶解等。^[3]

元旦凌晨的急救

倚仗血液中巨量的酒精加持，卡西酮類毒品於波蘭女子的體內恣意發揮。其伴侶聽聞呼救聲，衝進浴室。女子抱怨感覺不到雙腿，無法行走；然後只見她一陣抽搐，便失去意識，倒地。求援電話趕緊撥通，心肺復甦術也執行了。警察與救護人員先後抵達，依序接手急救。凌晨 02：40，醫師仍宣告女子不治死亡。^[2]

事後法醫驗屍，發現波蘭女子的腦、肺都水腫，多重內臟鬱血，並判定其死因為急性呼吸窘迫（acute respiratory distress）。她的腦、肝、腎、血液，以及眼球裡的液體，含有相當高濃度的卡西酮類毒品；與警方在現場搜到的那包白粉，主成份相符。^[2]

延伸閱讀

鑑識故事系列：芬蘭浴「桑拿」與毒品的致命極樂

備註

西藥一般有學名和商品名，前者是標準化的稱呼，後者則看各廠商如何命名。比方說，警方在案發現場搜到的嗎啡，學名為「morphine」，商品名「Sevredol ^TM」。未照原個案報告兩者混雜，本文統一採用學名。

參考資料

1. ‘Annual 2014 Global Climate Report’. (JAN 2015) U.S. National Centers for Environmental Information.
2. Majchrzak M, Celiński R, Kowalska T, et al. (2018) ‘Fatal case of poisoning with a new cathinone derivative: α-propylaminopentiophenone (N-PP)’. Forensic Toxicology, 36, 525–533.
3. Majchrzak M, Celiński R, Kuś P, et al. (2018) ‘The newest cathinone derivatives as designer drugs: an analytical and toxicological review’. Forensic Toxicology, 36, 33–50.
4.  ‘Mephedrone’. (12 OCT 2020) Drug Info. State Library of NSW, Australia.
5. 「濫用藥物尿液檢驗中心」台灣尖端先進生技醫藥股份有限公司（Accessed on 13 DEC 2022）