動物需要喝水，不過不同生物有著不同的喝水方式。之前有介紹過貓用舌頭挑水凌空喝，就是一個很特別的例子。這影片則展示了蜂鳥如何利用特殊的液體陷阱來吸食花蜜，不同於在一般情形下喝水，吸食花蜜必須深入某個管道才能接觸液體；以往的假設是以為蜂鳥的舌頭就如同毛細管一樣，讓液體經由表面張力進入舌頭。但是最近的研究發現，其實蜂鳥的舌頭有非常巧妙的設計，舌頭分成兩半開岔，上面各有主要的支撐跟薄膜，像是竹竿掛了可以捕捉水的網。
當舌頭伸出之後，舌頭會旋轉張開網，把水捕進去網裡，然後因為表面張力，這張捕水的網會自動封閉起來，最後就可以輕鬆把水帶走。這樣的設計是第一次被發現，而且捕水的過程就像是利用表面張力來組裝薄膜，不需要耗能。以後，這樣的裝置或許可以引導出控制液體的新方式！
學術文獻 / 本文原發表於科學影像Scimage[2011-05-27]
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。
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：
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：
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。
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）」：
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。
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：
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。
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：
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。
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
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J……J 個是！這顆石頭一接觸到我的舌頭，它就像火一樣燃燒，同時留下苦澀和尿味的味道，在這之後還留下了一點甜味。
這，這一顆石頭不一樣，它有酸辣味和硫酸鹽味，卻同時給我一種難以形容的愉悅感！就像在品嘗紅酒的酸味一樣！
等等，我並沒有壞掉，我現在做的事是某些地質學家和古生物學家真的會做的事，而且這件事還得了諾貝爾獎！只是是搞笑諾貝爾獎。
搞笑歸搞笑，舔石頭卻真的是再實用不過的方法。因為，舌頭真的是太好用了！
2023 年的搞笑諾貝爾獎的化學與地質獎頒給了地質學家揚．扎拉謝維奇，得獎的原因不是因為特定研究，而是它整理了地質學家和古生物學家「品嘗」岩石和化石的「研究史」。
有在跟我們直播的泛糰肯定知道，在今年搞笑諾貝爾獎頒發的隔週，上個月的 9 月 18 日，我們在 YouTube 官方舉辦的 2023 YouTube Festival 活動中，辦了一個實體見面會。在見面會中我們介紹了今年其中三個搞笑諾貝爾獎，其中就包含這則「地質學家為什麼要舔石頭」。另外兩個獎項分別是操縱死靈蜘蛛，和研究為什麼上課為什麼會令人感到無聊。這場見面會也有同時開直播，連結放在右上角的資訊卡，裡面提到不少有趣的觀點，歡迎去直播存檔複習。
當天，除了就像開場演繹的，不同岩石真的嚐起來味道不一樣以外，有一個地科系的觀眾，現場分享了另一個有趣的觀點。但先說聲抱歉，那時候觀眾手持的麥克風訊號沒有進到我們的混音器，所以在線上收聽的朋友沒有聽到前半段。
我們這邊重新轉述一下，這位觀眾說早在這個獎項頒發前，就知道用舔石頭來辨識種類的這種方法了，因為他的老師就是這麼教他的！沒想到，這竟然是地科與地質系祖傳的秘技嗎！
但除了味道外，觀眾還分享了一個這次搞諾沒有提到的原因，就是舌頭的觸覺可能比手還靈敏。某些岩石例如砂岩跟頁岩，可能用手摸不出差別；用舌頭舔，竟然就能分別出差別。
什麼，舌頭真的這麼厲害嗎？想想好像也是，我們吃東西的時候會用舌頭去感受食物的形狀，這些觸感甚至也是我們品嘗食物時，了解食物的重要一環。除此之外，我們還可以找出食物中的魚刺，或是卡在牙縫中的菜渣，有些人還能幫櫻桃梗打結呢。
但好像從來沒有人拿舌頭和手去做比較，因為只要講到觸覺，我們第一時間就會認為手指更加靈敏。
其實，還真的找到有人研究過，一群俄亥俄州立大學食品科技系的實驗團隊，就研究了這個問題。他們準備了幾個形狀極為相似的樣品，樣品的長度、厚度、缺口的大小都一樣，只有缺口處的傾角不同。
傾角從 45 度到 90 度都有，每塊的角度以 5 度為間隔。受試者必須拿起兩塊樣品，並在蒙眼的情況下，分別用摸或舔的方式來分辨出兩者分別為哪一塊。其中一塊始終是 90 度，另一塊則是從 65 度開始角度遞增。
這次的實驗有 30 位受試者，結果表明，使用手指來分辨兩塊樣品，平均要兩塊的角度差超過 19.81 度時，才能分辨出差異。如果用舌頭舔呢？只要兩者的角度差超過 12.75 度，就能分辨出差異！比用手摸的角度差小了許多，也就是舌頭真的比較靈敏。
當然，這個實驗還有兩個方向值得討論，一是這只針對物體邊緣形狀的靈敏作分析，但觸覺有許多不同感受，例如紋理、粗糙程度等，所以可能每種觸覺做出來的實驗結果會不同。這個實驗看起來不難做，各位可以準備一些能放入嘴的材料，例如請朋友直接將比較硬的芭樂切成不同形狀來舔舔看差別，就能簡單復刻這個實驗甚至更改參數，有實際測試的觀眾也不要忘記留言告訴我們。我們這邊也同步徵求花京院來協助我們實驗。
而另一點是，關於舌頭為什麼有跟手指同等，甚至更強觸覺的生理機制，本篇研究僅止於現象探討，還未有深入研究。
除了味覺和觸覺外，舔石頭還有另一個重要的原因，就是濕潤的石頭紋理更清楚，更方便研究。
這應該大家都有經驗，在學校的大理石地板拖地，或是海邊的鵝卵石，沾到水之後，石頭的紋理都更加清楚，看起來也更漂亮。但這又是為什麼呢？
影響的原因有很多，但影響最大的，就是濕潤的表面讓石頭更「平」，產生類似拋光的效果。但為什麼磨平拋光，顏色就更好看呢？
我們知道光線照到鏡子會產生反射，但鏡子很平整，如果現在照射到的是一個凹凸不平的表面，光線就會往四處反射，這種現象稱為漫反射。當我們只想看石頭上的其中一點時，旁邊的光卻會雜亂的跑進我們的眼睛，影響到對比度。並且各種顏色的色光聚在一起會形成白光，因此這些漫反射而來的光線，就會以白光的形式被我們看到。白話文就是，物體的對比下降了，但是整體的亮度提高，變成我們常看到灰白色的石頭表面。
直到石頭被拋光，或是因為濕潤產生拋光的效果，這些漫反射就會減少，石頭整體變得比較暗沉，但是斑紋之間的對比度提高了。這就是為什麼粗糙的石頭顯得灰白，浸濕之後卻呈現深沉而圖樣明顯的原因。
還沒完，薄薄一層水還會造成更多影響。例如，這層折射率介於空氣與石頭之間的介質，可以幫助光線稍微穿透岩石的表層後再反射出來，提供視覺上更多的紋理細節。如果將水換成木工中常使用的亮光漆，除了反射與折射外，亮光漆中的分子，還足以讓光線產生散射，讓你在上不同厚度的亮光漆時，能產生不同的顏色變化。
簡單來說，不論是水還是漆，這薄薄的一層介質，能像相機的鏡片一樣，透過光學調校，將更清楚、細節更多的影像送進相機的感光元件，也就是我們的眼睛上。而替換不同的鏡片，就能改變我們看到的樣子。
這個看似玩笑的舔石頭研究，確實好像又有幾分認真的道理，我們自己在研究的時候，最開始也覺得超ㄎㄧㄤ，後來又發現能學到不少冷知識。
最後也想調查一下，除了舔石頭以外，大家還對哪一則搞笑諾貝爾獎有興趣，希望我們也來講講呢？
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嗅覺是我們在廚房裡的第一道防線，主要功能是防止我們接觸到可能會致命的東西，例如細菌。
有極小比例的人缺乏嗅覺，他們不僅無法擁有品嚐食物的完整體驗，也不具有可以防止我們吃下腐壞或變質食物的人類直覺。
我真的認識一位沒有嗅覺的人，有一次他媽媽去看他，結果一踏進他的公寓就差點吐出來。原來是有壞掉的雞肉埋藏在冰箱的某個角落，但是他聞不到。
至於對其他人來說，如果餐點聞起來和吃起來都很美味，兩種感官會結合在一起，形成所謂的風味。餐點的風味會讓人有所反應——而且每個人都有自己最喜歡的風味組合。
話雖如此，全世界的每一種風味，從 Kraft 起司通心粉，到頂級餐廳的菜單，都是由四個分子組成：水、脂肪／油、蛋白質和碳水化合物。
人類的大腦非常擅長解析這些味道在微觀層次上的差異；事實上，大腦甚至可以分辨出我們是在攝取單醣還是多醣（也就是糖還是澱粉）。
這是因為我們的味蕾會辨識各式各樣的分子，然後傳送訊息給大腦。例如，當味蕾辨識出氫離子（H+），我們會覺得食物有酸味；另一方面，鹼金屬則會讓食物帶有鹹味。
就烘焙層面來說，這一點之所以很重要，是因為我們的大腦可以辨別單醣—水果混合物中的糖—和多醣—低筋麵粉中的澱粉—之間的差異。
我敢說，派是最讚甜點的原因，正是甜（單醣）和鹹香（多醣）混合。（我也許有點偏頗——我有說過我媽會做無敵好吃的派嗎？）
我們的味蕾可以辨識各種分子，是因為大腦會監測特定離子在所謂的離子通道中的濃度，以剛才的例子來說就是 Na+ 和 H+。
這些離子通道位於人體器官中的細胞，並提供特別的途徑讓離子可以在人體內移動，就像道路可以讓汽車從一個地方移動到另一地。
當我們咬下含有大量鹽的食物，大腦會察覺到在舌頭上的離子通道移動的鈉離子數量增加。而當水合氫離子的濃度上升，大腦則會馬上知道我們正在吃有酸味的東西。
而且，這一切都是瞬間發生。我們的大腦真的很強大。
從分子的層次來說，鹹／酸和甜／鹹香之間有個非常明顯的差異——分子之間的鍵。有鹹味和酸味的食物利用的是離子鍵，有甜味和鹹香的食物則是利用共價鍵。
這就是為什麼我們可以忍受非常甜的食物，卻無法接受超級酸的食物。舉例來說，吃藍莓派的時候，我們的味蕾會立刻辨識出甜味，但由於我們在吃甜食，離子通道並沒有派上用場。
基於相同的道理，苦味的程度會維持不變，因為濃度不影響整體的味道。不論你是喝一滴或一杯，味道都是一樣苦。
由於甜、鹹香和苦味不需要經過人體內的離子通道就能抵達大腦，這三種味道通常會被歸為同一類。這些味道源於特定的共價分子和味蕾細胞膜中的受器所產生的化學反應。
這種反應發生的瞬間，我們的大腦就會察覺到甜、鹹香或者苦的味道。再次強調，這整個過程花不到一秒鐘。
既然談到了這個話題，我想要快速釐清一個常見的誤會。人的整個舌頭可以相對平均地嚐到總共五種味道，也就是說味蕾並沒有分區！舌頭的每一吋都可以分辨出你的派有多甜。
總而言之，食物有五種主要的味道：甜、鹹、酸、鮮和苦。（鮮［umami］這個詞源自日語，字面上的意思就是美味，不過大多數人會用鹹香［savory］來表達這個概念。） 烘焙高手會利用這五種味道來組合出無限多種美妙的風味。
看看經典的大黃派就知道了，內餡有 4 杯大黃（酸味）、2/3 杯糖（甜味）和一小撮鹽。再加上一點檸檬汁（更多酸味），就可以呈現出完美平衡的鹹—甜—酸可口風味。
不過我覺得特別有趣的地方在於，從化學的角度而言，每個人對相同的分子組合都有各自的解讀。有些人討厭大黃派，我卻完全吃不膩，為什麼呢？
風味喜好完全取決於愉悅的心理狀態，這可以解釋為什麼人有最喜歡的食物，還有最喜歡的顏色、電影、歌曲等等。雖然大腦中的化學極為複雜，但一般來說，心理學家多半都認同一個理論：人之所以有最喜歡的東西，是源於他們首次接觸到這個東西時的正面經驗……而且他們的大腦會因此對不同的化學受器產生反應。
以食物來說，大多數人最愛的食物都是在年紀非常小的時候就固定下來。
我這麼愛大黃派，很有可能是因為這是我人生中第一次吃到的派。那種甜—酸—鹹合而為一的風味，震撼了我幼小的心靈，後來我再也沒吃過任何勝過那次體驗的派。
不過這套通用的理論有個例外：其實你可以訓練舌頭辨識出更多風味。就像你可以為了準備馬拉松或足球比賽而鍛鍊肌肉，只要努力、認真和大量接觸，你就可以學會辨識食物中的不同分子。
成功之後，這些人通常會發現一些自己開始喜歡上的新食物，這都是因為他們的味覺變得更加敏銳——簡單來說，他們可以辨識出的風味種類變多了。
有些人的味覺非常敏銳；舉例來說，我有遇過一些烘焙師可以立刻辨認出燕麥餅乾裡的一絲肉豆蔻味，或是有些老饕可以吃出自己最愛的泰式餐廳在某一種咖哩中加了哪一種魚露。
不過大部分的人年紀越大（或是菸抽的越多），大腦就越難解讀來自舌頭的訊號。
簡直就像是味蕾——或分辨離子和共價鍵分子的能力——折損或變遲鈍了，尤其是當你邁入老年。
所以，趕緊趁你還年輕的時候，多出去走走嘗試新食物吧。烤個大黃派和蘋果派，看看你比較喜歡哪一種。
——本文摘自《完美歐姆蛋的化學》，2022 年 12 月，日出出版出版，未經同意請勿轉載。
最近才突然發覺，各種產生口感的製程，不少其實算會讓可以跟各種消化酶或消化道表面接觸面積減小? 畢竟作用鍵結通常很專一! 等於是混合各種路障! 各種打入氣泡的過程，如果不控制環境，等於持續打入微生物? 而且其實通常只有餅乾會烤乾? 蛋糕麵包內部通常不會加熱到進入當時液體成分沸點，因為這樣氣泡不容易控制尺寸。 讓麵粉米粉重組成固體的方式，特別是還老化過的，比如米粉，其實也是在減少表面積! 而且，其實氣泡氣孔通常就會吸水，如果沒有足夠比例油脂或液體，會有吸水感!
單一的甜或鹹已經讓食物趨向“有”味道
但真正的美味是甜鹹相間的
不管是初學烹飪或頂級廚師都不會忽略這樣的配比 即便是甜點也攙鹽的
我的妻子幼年家貧得風寒 我岳父攜她上街看病 奢侈的讓她嚐了“心肺湯”
她常提起世上最好吃的東西就是心肺湯 其實那是豬的肺和心這樣的下腳料所雜煮出的小吃 市井小民也不討喜的
所以她的美味是因為生病了 得了爸爸的關心和寵愛這般美好的感受
致使這碗不起眼的湯在她心中佔據了王者的地位
常說眾口難調 青菜蘿蔔各有所愛 更說這人吃是補那人吃是毒
口味這玩意兒學問深遠呀！
fierycloud
a0921003785彼得 潘
