「每一個馬桶都是英雄，只要黃金奈米微粒，它會消去你所有煩憂」，多虧現在有了新發明，你只需要一些陽光、一點水接著參雜著金黃色奈米微粒就可以消毒了。這些微小的金屬表面，在吸收陽光產生能量後，即使溫度未達沸點，也能使水轉變為水蒸氣。（參見〈奈米讓蒸氣更爭氣 !〉）
在一項新研究中，工程師表示他們可以利用黃金奈米微粒，建立一個免插電、以太陽能殺菌的系統。由於效率好以及電源獨立性，使得這個滅菌裝置非常適合運用在公用廁所裡。這項研究發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》，研究團隊希望這項發明能快點問世，以預防一些開發中國家及滅菌技術較落後的國家面臨病菌散佈的問題。
資料來源: ScienceShot: Sterilizing Human Waste, No Electricity Required[8 July 2013]
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
討論功能關閉中。
本文轉載自顯微觀點
顯微鏡後的女性科學家系列
顯微鏡學的蓬勃發展，不僅促進了醫學﹑公共衛生的發展，而在這背後也有許多偉大的女性科學家參與其中。
屏東縣九如鄉一處養羊場有 3 頭羊確診「布氏桿菌病」，為台灣約 30 年來首例，動防所已撲殺感染羊隻並進行消毒。由於「布氏桿菌」為人畜共通傳染病，衛福部疾病管制署匡列 4 名牧場員工……。2023 年 12 月 9 日報導
由於乳製品滅菌的觀念普及，現在已很少聽聞布氏桿菌感染。這都得歸功於首先發現經由飲用感染布氏桿菌的生牛乳而導致人類得馬爾他熱，進而促成乳品全面巴氏消毒的細菌學家艾莉絲．埃凡斯（Alice Catherine Evans）。
埃凡斯的祖父 1831 年從英國威爾斯移民至美國，她於 1881 年 1 月 29 日出生在美國賓州尼斯威爾斯社區的一戶農家。
埃凡斯在出生地念中小學，因當地沒有高中，她到了賓州托旺達（Towanda）的薩斯奎漢納學院（Susquehenna）就讀。1901 年畢業後，進入大學就讀的夢想因家裡無法負擔而破碎，且當時小學教職幾乎是唯一對女性開放的非基層勞力職業，因此她沒有多想就進入一所小學擔任 1 至 4 年級的教師。
她在家鄉和外地的小學共教了 4 年書後，得知有康乃爾大學農學院提供偏鄉教師免學費的自然科學課程。當時康乃爾大學的農學院院長貝利（Liberty Hyde Bailey）希望藉由受過訓練的教師，培養學生對大自然的熱愛、對植物和動物以及無生命世界的興趣。
埃凡斯申請了這項計畫，並用她四年教書的積蓄來到康乃爾大學，並選擇細菌學作為研究領域，指導教授是研究乳製品的微生物學家史托金（William A. Stocking）。
1908 年她獲得康乃爾大學農學院的學士學位，經指導教授推薦，獲得威斯康辛大學的獎學金；這是專門提供給專攻農化或細菌學研究的獎學金，且在此之前未曾頒給女性。於是埃凡斯前往威斯康辛大學繼續碩士學業。
但她雖然是拿細菌學獎學金，但在農業細菌學指導教授黑斯廷斯（Edwin George Hastings）的要求下，埃凡斯花了三分之二的時間研讀化學，並於 1910 年獲得碩士學位。 碩士學業最後一年，教授希望埃凡斯留下來繼續攻讀博士學位。雖然意識到這是不錯的機會，但大學和碩士學業已帶給她不小的經濟和精神負擔，加上博士學位在當時對科學家並非必要，因此她選擇不再繼續攻讀。
每個人都有自己的天職，天賦就是呼喚，有一個方向，所有的空間都向他敞開。他擁有靜靜地吸引不斷往前努力的能力。
——愛默生
幸運的是，埃凡斯獲得了農業部動物產業局（Bureau of Animal Industry）的研究職位。由於乳酪是威斯康辛州的重要產業，當時威斯康辛大學化學系和細菌學系與乳製品部門合作，研究更好的乳酪製作方法。
埃凡斯是該單位首位女性員工。當時的動物產業局官員沒有想到可能會選擇女性。據傳聞，官員們在一次會議中聽到一名女科學家將加入他們的工作行列的「壞消息」時，他們充滿了驚愕，甚至「差點從椅子上跌下來」。
埃凡斯的回憶錄寫到：「就我而言，進入動物產業局純屬意外，因為長官在女性就業屏障上留下了一個漏洞，我不知不覺地就鑽了進去。」但這在女性就業可說是一個重要的里程碑，因為除非對美國公務員提出嚴重的投訴，否則埃凡斯不會被任意解僱。
所幸埃凡斯的頂頭上司，乳製品部長羅爾（B. H. Rawl）與研究主任羅傑斯（Lore A. Rogers），都不認同其他高級官員對女性的敵意。她在此研究主題是牛乳中各式各樣的細菌，並了解這些類型細菌的來源。同時，她也每年在大學選修一門課，以充實知識。
研究過程中，她的目光漸漸集中到一個特定的對象，一種致流產的傳染性微生物。
討論功能關閉中。
冥冥中一股力量強壓肩頭，女子又坐回馬桶上。才剛結束排便，卻覺得沒解乾淨，一坐便是幾小時。找了家庭醫師兩次，診斷不出個所以然。數月後，她開始聽到三名陌生男女在談論自己。有回如廁，忽見一黑影晃過。她咬定是三姊下降頭。[1]
求神問卜無法化解，連續十載情勢加劇。最後，女子索性霸著馬桶，吃喝拉撒睡。長期虛弱困坐，體重掉了 20 公斤，無法自主移動，還得仰賴別人協助沖澡。廁所門外稍有風吹草動，她便嚇得驚慌失措。丈夫多次苦勸就醫，她都以死相逼，於是在馬桶上扎實地坐了兩年半。[1]
直到那天，丈夫硬是叫來救護車，把她送去新加坡唯一的精神科教學醫療機構──心理衛生學院（Institute of Mental Health）。[1, 2]
這名華裔女子來自馬來西亞，家裡 12 個孩子中，她排行倒數第二。兒時窮困，小學五年級輟學，打過不少零工。23 歲時，到新加坡當裁縫。24 歲結婚，成為家庭主婦，育有一子。儘管個性外向隨和，愛好逛街、交友；但社交圈不大，發病後獨由丈夫照顧，僅與一名手足保持電話聯絡。[1]
文獻指出，亞洲家屬對精神病患的普遍心態：社經底層恐懼憎惡；上流精英則感到罪惡羞辱。這樣貼負面標籤的現象，在新加坡 18 至 65 歲的民眾之間，十分明顯。[1]該國人口七成多為華人；再來是馬來與印度裔各佔不到一成。[3]《論語．顏淵》：「克己復禮為仁。一日克己復禮，天下歸仁焉。」儒家壓抑私欲，成就社會秩序。[4]然而，若因此嚴重忽略心靈感受，便可能誤將情緒困擾，解讀為身體不舒服。[1]華人愛面子，「家醜不外揚」的觀念，更會在面臨心理衛生議題時，加強否認、汙名化和軀體化（somatisation）。[1, 3]假裝事情不存在，或是怪罪軀體毛病。比起受過高等教育的族群，像本案女子這般的中低學歷患者，尤其容易將精神病徵歸咎於身體狀況。[1]
除了倫理束縛，民間宗教也是精神病患就醫的阻礙。不少東南亞女性患者，把「降頭」信仰融入被害妄想，指控親屬毒咒自己。家人見其怪異行徑，也以為是巫術所致，便延誤了診療時機。1980 年代，甚至有香港研究指出，高達一成的華人病患，在症狀出現超過 9 年後，才尋求醫療協助。[1]
時年 57 歲的女子坐在診間，儀容不整，躁動失寧，消瘦憔悴，痀僂蜷曲，後背與雙腿破皮。毫無病識感的她，抱怨身體多處不適，又說擔憂三姊迫害。[1]幻覺、妄想、思考紊亂、行為異常等，皆為思覺失調症的常見症狀。[5, 6]此疾患好發於 20 來歲，兒童或 45 歲之後才發病的案例較少，[5]所以女子被視為罹患晚發性思覺失調症（late-onset schizophrenia）。另外驗血結果，顯示她維他命 D 不足，[1]會妨礙鈣質吸收。[7]
醫師開了抗精神病藥物risperidone、鎮靜劑clonazepam，與能消彌強迫性念頭的選擇性血清素再吸收抑制劑fluvoxamine；還有補充維他命D和鈣質的藥錠。[1, 8] 住院期間，女子的幻覺消失，被害妄想減退；藏身廁所的時間，也降至每日半小時以內。不過，無論物理治療怎麼訓練，她仍是得靠輪椅活動。18天後，女子出院。接下來十年持續回診追蹤，並服用 fluvoxamine 和 risperidone。變得較有病識感的她，不再懷疑遭三姊詛咒。[1]
