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專屬你的雪天使

邱文凱
・2013/09/03 ・1878字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 501 ・六年級

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文 / K(物理碩士)

緣起

高中曾去安寧病房照顧癌末病童,當時裡面的一個孩子對我說:「哥哥,我沒有看過雪,你能不能變出雪給我玩」因為我便去尋找、思考如何製作人造雪。

後來於日本的書籍發現了或許可以使用高分子吸水物(聚丙烯酸鈉)來製作,也是這時候發現原來可以拿來堆雪人,製作雪人出來時,的確讓孩子很開心。

當孩子向我道謝時,我心裡想著:「其實,我能做的也只有這樣而已了……」

所需材料

p1

  1. 尿布或衛生棉的內容物(高分子吸水物,請別誤食),也可至化工行購買聚丙烯酸鈉(俗稱的吸水粉)。
  2. 冰水(只是為了讓產物觸摸溫度更像真正的雪,也可使用室溫的水取代)
  3. 塑膠盆之類的盛裝容器
  4. 手扒雞手套(防止高分子吸水物沾黏於手上,若是想體驗人造雪的觸感,則可不必使用)
  5. 竹籤、串珠等裝飾用物品以及老虎鉗(剪裁竹籤用)

製作流程

1. 一開始將尿布或衛生棉內容物放在杯子(請盡量撕碎內容物,方便之後製作)

p2

2. 然後加入冰水後,會產生神奇的變化 (如下圖,為了讓圖片更清楚,所以放置到黑色杯子中)

p3

*這裡有個關鍵點:

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如果是使用市售的尿布或衛生棉製作,再加水之後,必須盡量清除內含的棉絮成分,只保留其中的高分子吸水物

p4

拿起來會像如此的凝膠物質(高分子吸水物)

p5

3. 之後再把人造雪從杯中倒出,會呈現像筒仔米糕的樣子(如下圖),這樣比較好塑型

p6

4.將他塑形,先捏出大小兩顆圓球,作為雪人身體與頭部 (請穿戴手扒雞手套)

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p7

5.最後以竹籤、串珠等物品裝飾雪人,即大功告成

p8

製作完後,把手扒雞手套取下翻面,手套外沾到的人造雪便會被包在手套中,手上便不會沾黏到人造雪

原理

在尿布或衛生棉中的高分子吸水物通常是吸水力超強的聚丙烯酸鈉(可以吸收質量比200到300倍的水分),乾燥時是白色粉末,放進水中會像海綿般吸水,成為凝膠聚合物。

主要是因為結構中的鈉含量很高,使水分子經由滲透作用進入聚合物中。反過來若把鹽灑在凝膠上,使聚合物外部的鈉濃度更高,就可以逆轉,讓水從凝膠流出。

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P.S.一開始製作雪人時,也曾仿效「撒鹽空中差可擬,未若柳絮因風起」,結果差強人意XD

下落速度超快的撒鹽空中差可擬XDD

後來想到曾聽過羅馬帝國的皇帝尼祿命令人從高山上取雪,加上水果和牛奶,製作成原始的冰淇淋,所以我開始嘗試製作無糖的冰淇淋來模仿雪的外觀與觸感(即使沒加糖,但因為有牛奶的成分,所以在塑型時手會黏黏的……)。

失敗了幾次以後,我開始分析古人說的撒鹽、柳絮還有我做的冰淇淋,到底是想表現雪的何種性質?撒鹽、柳絮應該是想表現雪的外觀、飄落,而冰淇淋是想模仿外觀、觸感,綜合以上的想法,如果要做出人造雪,必須做到外觀(白色)、觸感(柔軟、可塑、冰涼)。

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查詢資料跟實驗的過程中發現高吸水樹脂吸水後會呈現顆粒狀,一粒粒的小樹脂加冰水膨脹,塑型後的質地和觸感摸起來很接近真實的雪,因為雪本身便是由小小的冰顆粒物構成。

而最近也使用手機顯微鏡來觀察聚丙烯醯銨(人造雪人原料聚丙烯酸鈉的近親)觀察吸水前後的狀態,同樣放大倍率下,吸水後體積增加不少,也意外地發現微觀世界下的聚丙烯醯銨,竟是如此的美!!!10255553_10201336537649996_4408258660115502247_n-horz

吸水實況影片

後來有位讀者剛好看到了這篇文章,他也正好是醫院志工,並將這雪人分享給在病房中的孩子們,而雪天使也就這樣傳遞了出去。

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螢幕快照 2015-05-24 下午1.30.47

生活應用

嬰兒紙尿布、女性衛生用品、膨脹玩具(恐龍蛋)、水晶寶寶、魔晶土、人造雪……等,都含有這類成分。

P.S. 筆者於製作時發現,一些較便宜的衛生棉中,聚丙烯酸鈉的含量頗少(幾乎都是棉絮),吸水性不佳,且不利於製作人造雪人。還記得當時為了找雪人的材料,買了個品牌的衛生棉來嘗試,結帳時被店員跟顧客被奇怪的眼光注視著… 不過為了病童的願望,只能豁出去了 XD

作者:K,物理碩士。相信著 “以人化物” 器物再美,缺乏人的溫度,終將不完美 而若多一分人性的溫暖,便能包容原先器物的小缺陷 這是設計科學小物的初衷 希望這些東西能充滿著溫暖,無論是手心的亦或是內心的。

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邱文凱
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相信著 "以人化物" 器物再美,缺乏人的溫度,終將不完美 而若多一分人性的溫暖,便能包容原先器物的小缺陷 這是設計科學小物的初衷 希望這些東西能充滿著溫暖,無論是手心的亦或是內心的

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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妳的月經褲有毒嗎?
胡中行_96
・2023/10/30 ・2799字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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「我把『發誓』絕沒穿過的 Lunapads 跟 Thinx 月經褲,寄給聖母大學(University of Notre Dame)的核能科學家 Graham Peaslee 博士。」2020 年 1 月 7 日,美國《Sierra》雜誌專欄作家 Jessian Choy 發表〈我的月經褲有毒〉一文,說 Thinx 的兩款有機月經褲,分別含有 3,264ppm 和 2,053ppm 的全氟/多氟烷化物(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS),並指控廠商刻意添加。[1]Jessian Choy 的說法不完全正確:那些數值其實是氟的濃度,不過的確能代表 PFAS 是否很多[2]

不明廠牌的月經褲。圖/Vulvani on Wikimedia Commons(Edited;CC BY-SA 4.0

全氟/多氟烷化物

PFAS 是一堆化學物質的總稱,其中以全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid;PFOS)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid;PFOA)的運用最為廣泛。[3]PFAS 具有耐熱,又防油、水的特性,做出來的塗料,可見於衣物、家具、黏著劑、食物包裝、耐熱不沾黏的廚具,以及絕緣電線等產品。[4]PFOS 與 PFOA更是消防用品水成膜泡沫(Aqueous Film-Forming Foam;AFFF)的主要成份。[3][註1]PFAS 滲透土壤而汙染水源,無法於環境中分解,[4]並在野生動物與人體內累積。[3, 4]

目前 PFAS 對人類產生嚴重影響的證據有限,[3]低濃度環境暴露的傷害也尚不確定。[4]已知可能與高濃度 PFAS 相關的症狀,包括:體內膽固醇含量微升、嬰兒出生體重稍減、兒童對疫苗的反應略降、肝臟酵素和某些荷爾蒙變化,還有增加腎臟癌、睪丸癌,以及孕婦高血壓的風險等。[3, 5]

集體訴訟和解

Thinx 公司分別在麻州和加州被告,後來又整併為集體訴訟。這些健康沒有受到傷害的告訴人,指稱又叫作「永久性化學物質」(forever chemicals)的長鏈 PFAS,雖然逐漸從美國退場;但是廠商卻改用短鏈的PFAS。她們認為Thinx的網站,不該宣稱產品不含有害化學物質。[6]

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2022 年 12 月,此案於紐約達成和解。「和解不代表 Thinx 承認錯誤」,該公司的發言人表示:「我們否認訴訟中的所有指控。」儘管堅持產品的設計從來就不含 PFAS,Thinx 公司同意負擔 5 百萬美金,讓 2016年 11 月 12 日至 2022 年 11 月 28 日間,購買其產品的消費者,在 2023 年 4 月中之前,上網申請退費。每人最多 3 件,每件退美金 7 元;或領取 6.5 折,最高折抵 52.5 元的折價券一張。[6]

他們也承諾繼續確保製作過程不刻意添加 PFAS,同時照常要求原料供應商遵守此規範。另外,還會改變行銷用語,例如:寫明產品經過抗菌處理等。[6]總之,美國 Thinx 公司的事件落幕了。但是消費者從此高枕無憂了嗎?

送驗更多產品

《紐約時報》(The New York Times)旗下的商品評測網站「剪線鉗」(Wirecutter),曾經推薦過 Thinx 的月經褲,所以大概覺得欠讀者一個交代。2023 年,他們一口氣寄了各品牌的衛生棉、衛生棉條、月亮杯、月經褲、失禁褲和漏尿墊等,總共 44 種產品去聖母大學。[2]

那位曾捲入 Thinx 月經褲風波的 Graham Peaslee 博士,這回跟研究生 Alyssa Wicks 等人,針對產品鉅細靡遺地做了超過 200 次氟濃度的檢測。比方說,Wicks 把棉條給支解成棉條本體、繩子、導管和包裝紙;月經褲的布料分層拆開;還從衛生棉的雙面與外包膜取樣,通通分別檢驗。[2]

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結果全部產品都至少有微量的氟:近半應該是受到汙染(> 50 ppm),而其中 8 件則為刻意添加(> 300 ppm)Thinx 的產品在送驗的 10 件月經褲裡,含量最低,只有 26 ppm。另外有個號稱絕對沒有 PFOA 和 PFOS 的廠牌,卻高達兩萬多 ppm。至於多數的衛生棉皆有汙染的現象,而醫療級矽膠月亮杯和棉條的含量則非常低。[2]

月亮杯。圖/Marketing City to Sea on Unsplash

下個月怎麼辦?

不是每個人都喜歡用月亮杯或棉條,更何況臺灣買得到的,未必是那些在美國驗過的廠牌。如果已經習慣了環保又方便的月經褲,下次生理期怎麼辦?「我自己就有還沒扔掉的 Thinx」,加州大學舊金山分校的婦科教授 Marya Zlatnik 說。[2, 7]既然環境裡到處是 PFAS,「對我而言,這不是最重要的一個。」[2]

要是做不到如此灑脫呢?事實上 Thinx、Modibodi、Aisle、Bambody、Selenacare 和 Chantelle 等品牌的月經褲,都持有 OEKO-TEX 認證;[8-10]而臺灣廠牌月亮褲®的產品,則通過 SGS 檢驗。[11]兩者檢測的項目,均包含 PFOS 跟 PFOA 在內的諸多 PFAS。[11-13][註2]如果依然擔心有微量汙染,根據美國化學學會(American Chemical Society)《環境科學及科技》(Environmental Science & Technology)期刊的論文,衣物水洗、晾乾後,PFAS 的濃度會降低。[14]因此,請記得月經褲買來,第一次穿著前一定先要清洗乾淨。

  

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備註

  1. 根據環保團體「看守台灣」的報導,環保署已將 PFOA 和 PFOS 列管,2022 年 12 月 31 日後不得用於消防泡沫中。[15]
  2. 本文列舉的品牌,大概都可以在臺灣的店面或從網購買到。根據《紐約時報》「剪線鉗」網站報導,Thinx 的所有產品都具 OEKO-TEX 認證,[8]但是不曉得有無涵蓋外銷及聯名的部份。筆者發現 Thinx 與 Kotex(靠得住)合作的月經褲,紐澳版盒底確實有註明。不過,類似的商品在臺灣康是美的網站上,似乎沒有特別標榜,[16]還請讀者選購時自行確認。其他像是 Chantelle 和 Selenacare,在臺灣的銷售網站,有提及 OEKO-TEX 認證;[9, 10]月亮褲®則是公佈 SGS 的檢驗報告。[11]

參考資料

  1. Choy J. (07 JAN 2020) ‘My Menstrual Underwear Has Toxic Chemicals in It’. Sierra.
  2. Redd N. (10 AUG 2023) ‘We Had 44 Period and Incontinence Products Tested for Forever Chemicals. Many Were Contaminated.’ Wirecutter, The New York Times.
  3. PFAS Health Study’. Australian National University. (Accessed on 18 OCT 2023)
  4. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. (02 MAY 2022) ‘Per- and Polyfluorinated Substances (PFAS) Factsheet’. U.S. National Biomonitoring Program.
  5. What are the health effects of PFAS?’. (01 NOV 2022) Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S.
  6. Treisman R. (19 JAN 2023) ‘Thinx settled a lawsuit over chemicals in its period underwear. Here’s what to know’. National Public Radio, U.S.
  7. Marya Zlatnik, MD’. UCSF Profiles, U.S. (Accessed on 19 OCT 2023)
  8. Redd N. (11 AUG 2023) ‘The Best Period Underwear’. Wirecutter, The New York Times.
  9. 【Period Panty】 仙黛爾集團創新女性衛生用品」(27 APR 2023)Chantelle
  10. 奧地利SELENACARE月亮可兒-機能經期褲(月經褲)-動感活力款」PChome24h(Accessed on 19 OCT 2023)
  11. 嘉曜醫材有限公司(23 FEB 2023)「【公告:月亮褲®️產品通過 PFAS 檢驗】」月亮褲®
  12. OEKO-TEX® New regulations 2023 press release’. (10 JAN 2023) OEKO-TEX.
  13. OEKO-TEX® Standard 100’. (04 JAN 2023) OEKO-TEX.
  14. van der Veen I, Schellenberger S, Hanning AC, et al. (2022) ‘Fate of Per- and Polyfluoroalkyl Substances from Durable Water-Repellent Clothing during Use’. Environmental Science & Technology, 3;56(9):5886-5897.
  15. 林奕均(10 JAN 2022)〈不沾鍋、消防泡沫和速食包裝袋的祕密〉看守台灣
  16. Kotex靠得住 月經褲M號(包裝隨機出貨)」康是美COSMED(Accessed on 18 OCT 2023)
胡中行_96
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曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

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人類為何會有月經?|真.月經文01
雷雅淇 / y編_96
・2020/12/18 ・3329字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

「為了虛無飄渺的未來,典當了現在。」這種無力感每個月會出現兩次:一次是繳房租的時候,另一次是月經造訪。面對這些事,難免會有些怨嘆,畢竟不是所有人都要繳房租和經歷生理期的。

每次月經來的時候,我都想挖掉子宮。source:engagestock

尤其是這位「好朋友」,會強迫你早上洗內褲睡衣床單、毀了你計劃好久的出遊、打亂你整日的工作節奏,又腹痛又讓你提心吊膽的折磨身心,每個月還要為它編列預算買生理用品,更別說一些傳統習俗覺得此事晦氣。這算哪門子的朋友?也真是莫名其妙的世界。

更想對天發問:為何要有月經?這耗能、讓人不舒服、大多數動物都沒有的生理現象,到底有什麼意義?

人類為什麼會有「月經」?古早時代有人覺得很晦氣

是的,不說不知道說了嚇一跳,其實大多數的哺乳動物都是沒有月經的。只有包含人類的靈長類動物、少數的蝙蝠和象鼩是有月經週期的。

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象鼩超級可愛!source:Smithsonian’s National Zoo

人類月經週期的行經期,每次大約3~7天左右,都會讓女性流失30~90毫升的經血。這不僅耗能,生理期間的不舒服和留下血液,其實也都不利生存,那到底為何會有月經的存在?如果月經在演化上是有意義的話,那為什麼其他動物不也一起選配呢?

這個問題許多研究者也很感興趣,並在不同年代提出了不同的假設。不過早期的研究視角,有些富含濃厚的月經禁忌色彩。

在1920年時,貝拉‧希克 (Bela Schick)  醫師提出了有名的「經期毒物(menotoxin) 理論」,認為經期是女性排出有毒物質的過程。在 1919 年時希克做了個現在看來相當荒謬的實驗:他讓經期和非經期的女性去處理鮮花和製作麵團,然後「發現」正在經歷生理期的女性使花朵枯萎了、月經毒物還抑制了酵母生長使麵糰無法發酵,這系列實驗成了「經期毒物」研究的濫觴。

月經毒素的系列實驗,當時的實驗設計為將花朵放進一般血清和相同濃度的月經水中花朵的生長情形。source: Wikimedia, David I. Macht, Dorothy Lubin: A phyto-pharmacological study of menstrual toxin.

後續相關的研究還有:將經血注入到大鼠身體中,發現會造成大鼠死亡;用經期女性的靜脈血去種植植物,來確認「經期毒物」對植物造成的影響等等。更糟糕的是,後來還擴及到所有初經來潮後絕經前的女性。在當時,有研究和案例報告認為,經期毒物不只存在於經血,也存在於女性的靜脈血、汗液和母乳當中,因此哺乳期間發生的哮喘、絞痛等現象,有可能是母乳中的經期毒物引起的。

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直到1974 年在 《刺胳針》(The  Lancet) 等知名期刊上,還可以看到關於經期毒物討論一些植物枯萎現象到底是不是月經所造成的。經期毒物的相關研究至少持續了60多年,1970年代還有許多科學家如火如荼的在尋找這會影響植物和女性情緒的物質到底是什麼。

私心覺得,這一系列的實驗如果是近代才做的話,應該很有機會得搞笑諾貝爾獎啊!(啊哈哈哈哈哈)

雖然謝天謝地關於月經毒素的研究沒有延續到當代,但認為月經是「不潔的」、是必須被排出的視角隱約仍影響著後世的研究者們。1993年 Margie Profet 認為月經的功能是防禦精子攜帶的病源體感染子宮,即月經是一種定期排出精子帶來的病原體的機制,「不潔的」一方便成了男性,這在當時被認為是「激進」的觀點。不過這個假設缺乏證據支持,月經前子宮內的致病微生物並沒有多於經期後,甚至有一些研究發現,月經期間由於經血富含細菌喜歡的營養,反而感染風險增加。1994年 Clarke 提出,月經是排出不必要胚胎的一種機制。

但你有沒有想過,會不會月經的出現只是偶然而非必然呢?

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月經,可能是子宮和胚胎競爭關係下的副產物?

在2000年到來前,有其他科學家們提出了不一樣的假設,認為月經是演化的副產物,而非適應後的結果;也就是月經的出現並非目的本身,而是在走向其他目標的途中不小心造成的現象罷了。

1996年 Strassmann 的觀點認為,比起讓子宮一直都保持著內壁厚實能夠讓胚胎著床的狀態,不如週期性的拆卸再組裝比較省能源,因此有了週期性的月經週期。

月經週期時激素與子宮內膜的變化。source: wikimedia

1998年,Finn 則透過爬梳雌性脊椎動物生殖道的演化,提出了是因為胚胎和母體子宮共同演化導致了競爭,因此子宮以內壁增厚的方式來保護自己不受胚胎的侵入,因此才有了月經的產生。

2011年 Emera 等人的研究也認為月經是子宮保護自己、防止不良胚胎著床時所產生的副產物。其理論奠基於子宮內膜的變化完全是由女性體內的激素控制,而胚胎只能在子宮壁夠厚、且發育良好時才能在子宮著床。這有什麼意義呢?

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讓我們先想想:胚胎要生長成胎兒期間需要攝取許多營養,這些營養是哪裡來的?大部分都是從媽媽身上搶過來的。因此,增厚的子宮內膜可說是保護母體的城牆,防止胚胎太過深入到子宮壁內,搶光了母體的資源。

那又為何要脫落、形成月經呢?自發性的蛻膜化 (spontaneous decidualization) 讓增厚的子宮內膜汰換更新,另一方面也藉此淘汰掉了有缺陷的受精卵,只讓有潛力發育的胚胎著床,避免女性浪費能量,投資在無法好好生長的胚胎上。

不同於其他大部分的哺乳類動物,子宮變化是由胚胎發出的訊息所觸發的,有月經週期意味著「懷孕」這件事雌性也有掌控權而非完全被胚胎控制,而「月經」則是母嬰拉鋸戰中所產生的副產物。

話說在找圖片的時候,真的都找不太到可用的「真. 月經」圖。source:LightFieldStudios

雖然仍無法拍板說月經之謎從此撥雲見日,但這個理論更好的解釋了生理期的意義。某種程度上,這或許也解放了女性「必須要有月經」這件事。

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至於能不能不要有月經呢?就讓我們在下一篇《真.月經文》中來好好聊聊吧!


關於月經,還可以討論一千零一夜

關於月經,說上一千零一夜都還不夠啊!若你對這個主題意猶未竟,歡迎多給這篇文章光點,催更作者趕快寫下一篇,光點破百下週就更文章!

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  1. 可不可以不要有月經?
  2. 生理期可以吃冰嗎?
  3. 經痛有多痛?為什麼會經痛?
  4. 月經會跟周遭的人逐漸同步嗎?
  5. 生理期會水腫嗎?為什麼?
  6. 安全期怎麼算?可靠嗎?
  7. 一輩子要花多少錢在生理用品上?
  8. 月經沒有來,除了懷孕還有什麼可能?
  9. 生理期期間真的比較暴躁嗎?
  10. 生理期減肥法有用嗎?

那我們就下一篇文章出現時再見囉:)

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參考資料:

  1. Helen King, Menotoxin – when menstruation can kill?. Wonders and Marvels. (2013).
  2. Helen Evans Reid, THE BRASS-RING SIGN”. The Lancet, 303(7864), 988. (1974).
  3. M. F. Ashley-Montagu, Physiology and the Origins of the Menstrual Prohibitions”. The Quarterly Review of Biology, 15(2), 211-220. (1940).
  4. Margie Profet, Menstruation as a Defense Against Pathogens Transported by Sperm”. The Quarterly Review of Biology, 68(3), 335-386. (1993).
  5. Natalie Angier, Radical New View of Role of Menstruation”. The New York Times. (1993).
  6. B I Strassmann, The evolution of endometrial cycles and menstruation”. The Quarterly Review of Biology, 71(2), 181-220. (1996).
  7. C A Finn, Menstruation: a nonadaptive consequence of uterine evolution”. The Quarterly Review of Biology, 73(2), 163-73. (1998).
  8. Dyani Lewis, Explainer: why do women menstruate?”. The Conversation. (2013).
  9. Marilyn B. Renfree, Why menstruate?”. BioEssays, 34(1), 1-1. (2012).
  10. Dizzy In Science. 大姨媽究竟有什麼終極演化意義,才值得讓女性受盡了折磨?. 知乎. (2018).
  11. Shreya Dasgupta, Why do women have periods when most animals don’t?”. BBC. (2015).
  12. Kate Clancy,“Menstruation is just blood and tissue you ended up not using”. Scientific American.

月經很髒還有毒?經期知識大蒐集!

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雷雅淇 / y編_96
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之前是總編輯,代號是(y.),是會在每年4、7、10、1月密切追新番的那種宅。中興生技學程畢業,台師大科教所沒畢業,對科學花心的這個也喜歡那個也愛,彷徨地不知道該追誰,索性決定要不見笑的通吃,因此正在科學傳播裡打怪練功衝裝備。