以科學說浪漫，在《冷浪漫》

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 / 羅佩琪、廖英凱

七位講者、四百位現場觀眾、上千位全球收看網路直播的網友，在三月三十日這天，一起聊了整晚的……科學！

創立兩年半的Pansci泛科學，三月三十日晚上在科教館舉辦了成立以來規模最大的活動《科仔七分熟》，邀請七位講者，進行七分鐘的科學演講。這場與台灣科學教育館合辦的活動，除了創下泛科學現場參與活動人數之最，也在通泰媒體的協助下全程網路直播，超過7,300次的瀏覽量；活動現場也邀請十八個科普相關贊助單位擺攤，分享科普書籍、電子叢書、生物模型及3D列印機等科學產品。不論是人數、型式及規模，這場實體活動都是泛科學成立以來最大的挑戰與突破。

用歷史揭開序幕：回顧國內最大科普網站Pansci發展

主持人，同時也是泛科學的共同創辦人鄭國威，首先帶大家回顧了泛科學過去兩年半的歷史及現況。在去年二月Makiyo事件、Linsanity的夾殺下，泛科學上兩位專家討論美國牛肉的安全問題，為台灣觀眾提供了第三種選擇，也創造了開站以來瀏覽量的最高峰。目前，泛科學的單月獨立訪客已突破13萬，平均每天有超過兩萬次的文章點閱，總文章數也達到兩千七百八十篇－就算沒有新文章，一天看七篇，一年也還看不完！

去年四月開始，泛科學也從虛擬網路扎根至實體活動，陸續舉辦了《成大Pansci Talk》、小規模定期科學聚會《M.I.C.微型點子對撞機》及台灣偏鄉高中的巡迴演講《PanSci 360－科學有梗》，並成立子網站《Pansci天天問》，提供民眾一個開放的科學問答平台。

泛科學的招牌開胃菜：全場自我介紹

簡單的介紹結束後，正式進入科仔七分熟的流程，但主角還不是講者，而是──台下的觀眾！「全場隨機自我介紹」是Pansci的招牌流程，藉由自由傳遞麥克風，握到麥克風的人就必須進行自介，但當晚的規則稍做了修正，因為……現場主動舉手搶著自介的人就把名額用完了！

每個人的背景都不相同，也都有屬於自己與泛科學相識的獨特故事：有在TED×Taipei聽到Z編演講而認識泛科學的工程師、對AI互動網站有興趣而搜尋到 Pansci的設計師、因為關心氣候變遷而關注泛科學的研究生，也有直白的對主持人表白：「我覺得你很好笑……不，是幽默」的澳門僑生。有趣的是，現場其實有不少新結識Pansci的夥伴：兩週前才知道Pansci的國中數學老師，在自介時展示了他用活動文宣做的摺紙；而一位原本只為姬十三而來 的大陸同學誠實的表示之前沒聽過Pansci，「但是，今天來了知道你們在做什麼，覺得很感動」。

不論是科學背景、非科學背景，認識泛科學半小時或兩年半，今晚我們都在這裡，一起聊科學。

科仔7分熟

（點選收看各段演講摘要）

• Dr.i －科學家？藝術家？ [YouTube]
• 程威銓－ 這才是分手の心理學 [YouTube]
• 于小雅 －蝴蝶效應，青斑蝶的奇幻旅程 [YouTube]
• 蔡宇哲－睡中有醒，醒中有睡 [YouTube]
• 林怡萱－博物館如何為科學說故事 [YouTube]
• 李佳懷－也許只是偶然 [YouTube]
• 姬十三－浪漫的溫度 [YouTube]

講者 × 觀眾：線上與現場開放式互動問答

演講結束後的觀眾Q&A時間，來自網路直播的網友及現場聽眾踴躍地針對七位講者提出了有趣的科學與非科學問題：

對於「少年Pi的奇幻旅程」中栩栩如生的動物，李佳懷老師透露電影中上百隻的飛魚可以先以動物標本開一個模，複製後再做修改，但是每一隻都一定要不一樣，而當觀眾提問那大型動物如長頸鹿該怎麼辦時，李老師則打趣地說那就要請在座有位從事獸醫的觀眾幫忙、「若動物園有長頸鹿過世時」麻煩通報一下了。在台日青斑蝶遷徙的主題中，蝴蝶姊姊余小雅則為觀眾解惑蝴蝶遷徙是否可能透過交通工具、氣流等非自願因素，以及因雄性蝴蝶的聚集現象，導致目前觀察到遷徙的蝴蝶均是雄性的現象。

關於睡眠與心理的提問，蔡宇哲老師則解釋了清明夢在臨床上可以治療睡眠困擾的功效，以及介紹以電流刺激前額葉而達到操控夢的研究，並說明做夢其實是很累的事情，在心理學上，夢境可透過後設認知的過程幫助我們了解自己，更達到紓解壓力的效果。在今日交往年紀越來越低與分手越來越頻繁的現狀提問中，在國中擔任輔 導老師的海苔熊則認為早點戀愛其實有助於了解異性的思考方式，若要降低分手可能性，不如努力多提供些安全感吧！

一位國小老師觀眾則發問如何在學校推廣科普，林怡萱認為教育不應把科學與人文、社會截然而分，也以都柏林博物館的例子期待台灣能有更多科學家、藝術家共同合作，把科學變成像看電影一樣的事，讓更多人可以了解科學裡面的故事。橫跨科學與藝術的Dr.i也以自身經驗建議對跨界有興趣的朋友，在跨領域對話時，要能持續溝通、重視邏輯與文化差異，並提醒藝術家在發揮創意的同時要能回歸實際，而科學家們不能只聚焦於機能性更要重視視覺帶來的感受。

每一個意猶未盡的七分鐘演講，源於開放的科學點子。是久經沉澱的情感，是百般梳理的想法，是一再錘鍊的字句，是精粹昇華的未來願景。在這將近三小時的活動中，融合了各個領域，激盪著腦力與創意，也開拓了視野。期望這場活動能成為發掘有趣的科學與科學家們的契機，期望這場活動能讓更多人了解科學愛上科學。科 學有著很開放的本質，他不只在象牙塔中更在美術館裡，不只在書本期刊上更在每場甜蜜的夢中，不只是闊談辯論更流連於每個怦然心動的吻痕上，無論你來自何種領域，讓我們繼續「開放吧！科學」！

活動手冊

影像集

本次活動由下列單位支持舉辦

主辦單位：國立臺灣科學教育館、台灣數位文化協會｜PanSci 泛科學
協辦單位：果殼網
網路直播/網站贊助：通泰媒體應用有限公司
恆星級贊助單位：積木文化、cacaFly 聖洋科技
海洋級贊助單位：BBC知識Knowledge、石尚集團、遠見．天下文化教育基金會、科學再發現、PunApp
森林級贊助單位：貓頭鷹出版社、經濟新潮社、探索頻道雜誌、漫遊者文化、商周出版、WIRED.tw、時報出版、Registrano、Readmoo電子書店、國航科技、視群傳播、小牛頓

文 / 羅佩琪

演講的開始，來自中國科學松鼠會及果殼網的創辦人姬十三跟大家玩了個遊戲，要台下三百多位觀眾「用右手握住你身邊人的左手」，雖然戲稱這其實是給大家一個彼此搭訕的機會（還因此跟大家要到了感謝的掌聲），但也同時讓大家感受到一件事：手的溫度容易感知，但，內心的溫度呢？

世俗總認為科宅們的內心是低溫、冷靜的，這當然是一種偏見，科宅表達情感時當然也會有高溫、熱戀的時候──雖然，表達方式的確是比較含蓄、曲折、甚至古怪。姬十三與一群朋友們，因此寫了《冷浪漫》這本書記錄下科宅們的浪漫。

姬十三將冷浪漫技巧化成「獵人的敏銳、詩人的心靈、工匠的手藝」的三種技能，具體體現如：用數學公式決定最適合交往的求愛者序位、

[

  陌生, 愛

          )

這首以開/閉區間完成的小詩、甚至自製空氣淨化機的情人節禮物……正當大家嘖嘖驚奇之時，姬十三一句結語，讓在場所有科宅們驚醒：「要浪漫……死宅是沒有前途的！」。

http://www.youtube.com/watch?v=YG5DQrV-Vr8

本次活動由下列單位支持舉辦

主辦單位：國立臺灣科學教育館、台灣數位文化協會｜PanSci 泛科學
協辦單位：果殼網
網路直播/網站贊助：通泰媒體應用有限公司
恆星級贊助單位：積木文化、cacaFly 聖洋科技
海洋級贊助單位：BBC知識Knowledge、石尚集團、遠見．天下文化教育基金會、科學再發現、PunApp
森林級贊助單位：貓頭鷹出版社、經濟新潮社、探索頻道雜誌、漫遊者文化、商周出版、WIRED.tw、時報出版、Registrano、Readmoo電子書店、國航科技、視群傳播、小牛頓