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太空玻璃

科景_96
・2011/02/08 ・810字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 524 ・七年級
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Original publish date:May 29, 2003

編輯 JR 報導

在微重力狀態的太空,不僅能製造較純的玻璃,還能產出更多樣化學成分的玻璃材質,這些各具特性的玻璃未來可能將帶給我們新一波的材料革命。

一般的玻璃是用砂(二氧化矽)、石灰石(碳酸鈣)、和蘇打灰(碳酸鈉)混和,加以1100℃以上的高溫融化後小心冷卻製成。在地球上,沒有什麼適合的容器,在盛裝這麼高溫的融化物後,而本身不被融化侵蝕的,所以玻璃中往往含有來自容器的雜質。在微重力的太空環境製造的玻璃,可以減少被容器污染的機會,因為利用聲波的壓力,就可以定位半徑1/4英吋的玻璃液體來完成整個製程,不需碰觸任何容器,玻璃成分也就越純淨。不僅如此,密蘇里-羅拉大學的科學家Delbert Day發現在微重力的環境中,較容易製造不同化學成分的玻璃。

廣義的玻璃泛指非晶體式的固體,也就是固體當中的原子並沒有規則的、可預測的排列形式。在理論上,任何化學成分都可以形成玻璃態,只要冷卻的夠快,就可使原子來不及排列、而成為無序的玻璃固體。為什麼在太空較容易製造玻璃呢?Delbert Day認為地表的重力導致融化物內部的對流,使得內部原子更容易流動而規則排列;而地球軌道上的微重力環境少了重力的攪拌,原子移動慢、因此較有機會形成玻璃態。未來,科學家將進一步檢驗這個理論。

目前Delbert Day發展了幾種非二氧化矽的玻璃,其中可溶性的生物活性玻璃(bioactive glass)可以用在生物體內,在協助骨頭的重建後,能逐漸溶解消失;另一種玻璃可以釋放高劑量的輻射用來治療病變的腫瘤部位;還有一種氟化物玻璃(fluoride glass),其中混和鋯、鋇、鑭、鈉、銀、鋁金屬時,具有一般的二氧化矽玻璃一百倍的透光度。我們若能對這些奇特的玻璃有更多的認識,並且能在地表上量產,相信將帶來新一波的材料革命。

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今夏登革熱來勢洶洶,該怎麼防治?有疫苗嗎?
PanSci_96
・2023/09/21 ・2675字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「啊!蚊子!」

登革熱好嚴重,但,還會更嚴重。過往紀錄顯示登革熱的疫情高峰,常常到 9 月才大規模爆發?這聽起來有點反直覺,我本來還以為應該是最熱的 7、8 月?但其實啊,就是要等天氣稍微降溫,當大家開始出門,不是躲在冷氣房的時候,反而比較容易傳播登革熱。

而根據近期疾管署的統計顯示,台灣各地的登革熱已經發生 4,338 例本土病例,是從 2015 年登革熱在全台造成 43,419 例之後,登革熱疫情最嚴重的一年,我們真的要注意小心!只要出門,防蚊措施不能免!

不過……話說回來,難道就沒有疫苗可以一勞永逸預防登革熱嗎?

好幾年沒聽說的登革熱,怎麼突然又「熱」起來?

這個我們就要講到台灣登革熱的發生模式,其實台灣沒有登革熱本土病毒株,所以每當登革熱疫情過去之後,登革熱病毒就會在台灣消失,而下一次的登革熱發生,就必須是境外移入的登革熱患者由國外輸入到國內,而且必須要在登革熱可被傳播的期間,被病媒蚊叮咬並傳播出去,才會造成本土的病例,所以從這點我們可以知道登革熱流行,有兩個有效的控制條件:第一、即時發現境外移入病例,直接隔絕病毒在境外。第二、控制台灣本土病媒蚊數量,以及密度,讓登革熱病毒難以傳播出來。

那過去幾年為什麼都沒有發生登革熱的流行呢?因為 2020 年開始因為 COVID-19 疫情封鎖國境,根據疾管署的資料,2020 年到 2022 年,這三年加起來全國僅有 144 例登革熱境外移入病例,而 2023 年至今已經有 158 例登革熱境外移入案例,而在 2015 年登革熱大流行時,更有 354 例境外移入案例,這也表示台灣登革熱疫情的發生,與境外移入登革熱案例息息相關。

臺灣 2023 年登革熱病例分布。圖/衛福部疾管署

尤其,台灣許多行業仰賴東南亞國家的移工,很多台灣廠商也在東南亞國家設廠,彼此之間的旅遊往來也越來越多,所以東南亞國家的登革熱疫情嚴重與否,與台灣是否會發生登革熱流行,有著高度相關。

把積水倒掉!杜絕登革熱,從減少病媒蚊產卵點開始

每年到了春夏交際時,政府都會宣導要防治病媒蚊,做好居家附近的環境衛生管理,大家耳熟能詳的【巡、倒、清、刷】四字口訣,為的是減少積水,那麼孳生源的減少,真的能夠有效防治登革熱發生嗎?

這時我們要提到登革熱病媒蚊的生殖營養週期。週期的開始是一隻未吸血的雌蚊,開始尋找適合的吸血對象,在吸飽血後,這隻雌蚊需要等待約 2 到 3 天,讓體內的卵發育成熟,接著雌蚊就會開始尋找有水的地方產卵。而埃及斑蚊或白線斑蚊產卵場,都偏好小型的水域,就像廢棄輪胎內的積水、盆栽下方的接水盆等等,當雌蚊把卵都產下來後,就完成了一個生殖營養週期,接著她會再繼續尋找下一個吸血的對象,不斷循環下去。在實驗室內條件充足的環境下,最快 3 天就可以完成一個週期,而在野外一般環境中,科學家認為 5 到 7 天可以完成一次週期。

雌蚊吸飽血後,等待卵發育成熟,就會開始尋找有水的地方產卵。圖/Giphy

猜猜看一隻雌蚊一次可以產下多少卵?答案是 50-200 顆卵。也就是說,一隻雌蚊經歷一次生殖營養週期,假設生男生女一樣多,也就可以有 25-100 隻新出生的雌蚊。吸血的蚊子等於放大了 25-100 倍的數量,所以一隻蚊子在適合環境下,經歷三代之後最多就可以有 1,000,000 隻雌蚊產生。

我們透過蚊蟲的生活史反推,這僅僅只需要一個月左右的時間。

所以回到一開始的問題,把積水容器清除可以減少蚊蟲數量嗎?如果把你居家附近的積水容器清除的話,其實會讓蚊子找不到產卵的地方,你家附近的蚊蟲的確就會減少,其中一個特殊的現象就是,如果蚊子一直沒有辦法產卵,就會將體內的卵回收成為自身的營養,等待再進入一次生殖營養週期,因此減少雌蚊下一代,自然整體蚊蟲的數量就會減少。

ADE 效應是什麼?有沒有疫苗可以防治登革熱?

除了防治病媒蚊以外,有沒有可以預防登革熱感染的疫苗呢?

其實,登革熱疫苗的開發非常困難,主要的原因是在人類中流行的登革熱病毒有四種血清型別,而不同型別之間的前後感染,有時候會造成前一型感染產生的抗體,幫助後面另外一型的登革熱病毒感染細胞,使病毒就更容易感染細胞,而這個現象也就是抗體依賴增強效應,簡稱 ADE 效應。

當 ADE 效應產生,也就容易造成較嚴重的病症,而 ADE 效應也是登革熱出血熱產生原因之一,也正是因為有 ADE 效應,登革熱的疫苗開發的難度相當大,因此這隻疫苗需要同時產生對抗四型登革熱的有效抗體,還要避免 ADE 效應的產生。

雖然有 ADE 這個大魔王擋在前面,那麼究竟能不能做出登革熱疫苗呢?

登革熱疫苗的難度在於要克服 ADE 效應。圖/pixabay

其實,在 2015 年賽諾菲巴斯德藥廠曾經有世界上第一支可施打的四價登革熱疫苗 Dengvaxia,但這隻疫苗僅能夠使用在「感染過登革熱」的人身上,主要的原因,還是因為這支疫苗打在「未感染過登革熱」的人身上,當他們感染登革熱時,會產生 ADE 效應,反而變得更嚴重。

不過近期有了轉機,日本武田製藥的 TAK-003 已經完成三期試驗,在歐盟、英國、巴西、印尼、泰國、阿根廷獲得上市許可,根據 TAK-003 在新英格蘭醫學雜誌 NEJM 和柳葉刀 Lancet 發表的論文,在施打 2 劑後,12 個月可以達到 80.2% 的不感染保護力,18 個月後即便感染,也有 90.4% 的重症保護力,而在施打後 4 年半的持續追蹤,仍然保有 61.2% 的不感染保護力,而且對重度登革熱保護力也有 84.1%,更重要的是,跟 Dengvaxia 相比,不論是否曾經感染過登革熱,都可以施打這個新疫苗,不用擔心 ADE,除了 TAK-003 外,台灣還參與了默沙東藥廠的 V181 和默克藥廠的 TV003 兩支候選疫苗的臨床試驗,可惜的是,台灣還沒有通過 TAK-003 的上市許可。

但自從 1970 年代開始研發的登革熱疫苗,面對一道又一道難關,過了五十多年後,似乎終於有疫苗可以幫助人類對抗登革熱了!

登革熱正在蔓延中,你有什麼好的防蚊秘方嗎?你或認識的人得過登革熱嗎?當時的感受是什麼呢?歡迎與我們分享。最後也想問問,你會想打最新的登革熱疫苗嗎?

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記錄台灣早期山林樣貌的博物學者——鹿野忠雄
PanSci_96
・2023/09/21 ・2891字 ・閱讀時間約 6 分鐘

博物學家如何養成?為什麼要來台灣?

大正十四年(一九二五年)鹿野忠雄特地到台灣就讀台灣總督府高等學校第一屆高等科,那年他已十九歲,硬是等到台灣有設高等科,才來台就讀。但其實他很早就開始將四處旅行的採集成果發表成文章。自中學開始就嘗試單獨採集旅行,足跡踏遍日本東北地方、北海道、庫頁島,結交當時昆蟲學者,出入他們的研究室,學習昆蟲分類學和閱讀歐美文獻的方法。

鹿野忠雄。圖/wikimedia

他是看到前輩從台灣帶回來的昆蟲標本後,才下定決心要到台灣讀書,以便就近上山採集。高中三年曠課不斷,留級一年,畢業後也沒有馬上回日本本島申請大學,還展開一百五十天的野外調查。這些日子裡他不斷獨自入山,聘僱原住民獵人採集並且撥制標本,走過今日南投縣信義鄉的布農族部落、阿里山鄒族部落、攀爬玉山、雪山、合歡山霧社、八仙山、蘭陽溪上游桃山南湖大山間等地,甚至前往恆春探訪排灣族,到紅頭嶼探訪雅美族。

實地調查讓他大開眼界,特別是在南方的昆蟲採集跟原住民調查當中,他發現紅頭嶼動物相跟台灣不太相同,他開始思索台灣生物到底是靠大陸系統近,還是靠菲律賓近些。這使他對自然地理學產生興趣,回本島後考上東京帝國大學的理學部地理學科。

文字版 MIT 臺灣誌——《山、雲與蕃人》

鹿野忠雄想深入山區調查,必須取得警方許可,且還要聘雇原住民幫忙背裝備,登山費用頗高。學生時期他多是仰賴母親的資助。且在日本統治台灣期間,台灣五萬分之一地形圖的側繪並未完整,因此民間或者政府的登山活動,都還沒有精確的山岳測量依據,很多地方只有主要高峰有山名,標示著山稜、溪流與「番社」的相對位置,以及粗略的等高線。因此如果想要一窺台灣山岳的面貌,當時的文獻相當欠缺,因此也才引發登山活動的熱潮,許多非原住民的民間登山隊首次登頂記錄,也約略是發生在這時期。

比如鹿野打算在雪山尋找圈谷地形時,便要聘雇原住民腳伕扛行李,同時也請他們追捕小動物跟鳥類,在路上做些標本的前期剝制處理。但是由於鹿野行速飛快,腳伕不堪折磨,最後甚至丟下行李逃走。

值得一提的是,當中有一位阿美族青年托泰布典,是以助手的身份隨行。他會講流利的日語,還看得懂英文,因此能幫鹿野整理英文書籍,也能看得懂藥罐上的英文標示。他眼中的鹿野忠雄,討厭警察官僚作風,尊重蕃人的風俗,而且膽子很大,喜歡走沒人走過的路線,四處拍照跟觀察地形,晚上也不休息,要馬上洗底片,以及漏夜寫筆記,記錄下白天發生的事情。

鹿野忠雄的著作《山、雲與蕃人》。圖/臺灣歷史博物館

在他的重要作品《山、雲與蕃人》中,留下登山路線圖和仔細的登山日誌,當中不時出現對特殊地質現象的描繪,比如在海拔 3900 公尺處發現海底沈積的岩面有濂痕(ripple mark)。或者是當時特殊景觀的描寫,比如攀登玉山南峰與南玉山段,便曾記錄與新高駐在所的警官真瀨垣丑丙與東埔社的布農壯丁馬其里(Makili Takeshitahoan)一同登玉山絕頂,途中行經路段,不屬於東埔社布農族的狩獵範圍,因此馬其里也沒來過。真瀨垣警官則帶他們去看玉山神社,鹿野特別寫道,裡面的「御神體」是一面鏡子。

跨界整合台灣自然與人文知識

在《山、雲與蕃人》中可以讀到鹿野幾個面向的關懷:

  1. 挑戰攀登台灣山岳的熱情
  2. 發現原先地圖跟文獻沒有記載的地形、地質現象
  3. 出於研究跟溫飽,在獵捕動物時親自體會到動物的生之本能
  4. 理番政策下,警方極力希望日人不要跟蕃人來往,並產生不少突發事故,怎麼順利入山並與蕃人相處變成重要問題。

但是在這樣的旅行之眼下,卻反映出鹿野這種看似個人興趣,自發的台灣自然知識採集和分類工作,能夠一次又一次的出發調查,其實是以國家殖民統治以及研究經費為後盾。

鹿野並非台灣自然知識研究的第一個人,在他之前,西方跟日本已經陸陸續續展開零星的調查,逐步推進從平地到山地的動物相、植物相調查,相關的動植物學、礦物學和地質學的目錄、圖譜出版越來越多,以及地質學跟地形學考察也逐漸系統化發展,同時因為總督府的理蕃事業與藩地開發政策,也展開人類學的調查,這些科學政策及科學教育改革,影響到民間文化活動,如昆蟲、植物的採集旅行,大眾刊物的發表及閱讀等等。

因此鹿野忠雄的貢獻在於他是跨學科的研究者,熟悉博物學以及人種誌的調查方法,在那時代也是少數。他想徹底了解台灣山林,就連被日本以蕃地治理的狀態也想去了解,而不只是關心自然的那部分。同時他也不像是在室內的地理學家或者人類學家,只靠文獻判讀並且歸納,而是不畏艱難,親身去到現場,採集並且記錄下第一手的材料。

鹿野忠雄(中排右三)於紅頭嶼警察署前。圖/wikimedia

忘了回家的探險者

在太平洋戰爭期間,西方駐菲律賓學者貝雅,曾在馬尼拉和鹿野短暫交流過,鹿野從貝雅身上知道不少西方學術動態,而他曾經幫助貝雅,把原來的玻隕石標本收藏悄悄搬到安全的地方——帕西古河北岸的沃森大廈,但又不會落人口舌,讓人覺得日軍大敗,不敵美軍,已經在安排撤退的情勢。

而在一九四四年,鹿野被派駐到北婆羅洲,要沿著日軍的補給路線,調查一支未開化的姆錄族(Muruts),確保到時補給運送時能夠跟當地民族協調順利。他們要穿越雨季中的昏暗紅樹林,在飢餓、瘧疾等風土病的威脅下,還要面對當地人士對日軍的不滿,設法確認或更新原本很粗略的地形圖,以及正確標示部落名稱跟位置。

但隨著戰況情勢危及,美軍轟炸亞庇,日第三十七司令部南移到沙蓬,使得鹿野和助手金子必須跟著南下覆命,卻在途中失去蹤跡。在戰爭中原本就很容易失去彼此聯繫,鹿野消失的訊息是在戰爭結束後才輾轉傳開,找他的人如貝雅發現戰俘收容所裡也沒有他的蹤跡,有傳言因為抗命所以遭到日軍殺害。

參考資料

  • 高嘉勵(2016)鹿野忠雄的台灣高山行旅書寫——日治時期「自然」的現代知識建構與美學表現,中外文學,第 45 卷,第 1 期,頁 119-165。
  • 鹿野忠雄(2000)山、雲與蕃人——台灣高山紀行,台北:玉山社。
  • 王鑫(2000)南湖大山圈谷群古冰河遺跡研究初步調查,內政部營建署太魯閣國家公園管理處八十九年度研究報告。
  • 山崎柄根(1998)鹿野忠雄——縱橫台灣山林的博物學者,台北:晨星出版。
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鑑識故事系列:如何重建複雜自殺案的時序?
胡中行_96
・2023/09/21 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

義大利某山腳下的小村莊裡,67 歲婦人遭火吻的裸屍(照片)躺臥家門內側。胸口平置經書;腹肚擺放念珠;左手肘內側有道 X 型的割痕;四肢周圍則散落靠枕與燒過的纖維碎屑。後頭牆面一抹煙燻;附近的地板扔著一個澆水壺、一張翻倒且失去座板的椅子;稍遠處還有焚毀的物質和不明液體。大門、廚房跟柴棚之間,遍佈滴落(drip)、噴濺(spatter)和塗抹(swipe)等各種樣態的血液,以及人來人往的足跡。警方在柴棚裡,找到沾血的菜刀、半罐聞起來有燃料味的液體,與倒下、椅座部份燒壞,且有滴落血斑的椅子;並於窄小的客廳中,尋獲一只乙醇空瓶。[1]

事後蓋上白布的屍體;後方牆面遭火焰燻黑。圖/參考資料 1,Photo 1(CC BY 4.0)

背景與筆錄

這名婦人有 3 個兒子:1 個自殺身亡;剩下2個罹患思覺失調症,其一反覆恐嚇家人。根據筆錄,事發當天兩個兒子都在樓上,一個於房間裡休息,另外一個聽著震耳欲聾的音樂。婦人的丈夫發現,她坐在門口耶穌聖像前的椅子上,渾身火舌纏繞,遂大聲呼救,叫沉浸於音樂中的兒子幫忙。在接獲通報的急救人員到場前,一名被請來的神父先行抵達,將經書和念珠放在屍體上。之後,其中一個兒子因為半燒毀的椅子「惹到他」,而在警察尚未趕到時,把該證物移至柴棚。[1]

驗屍

驗屍團隊針對婦人的屍體,進行了下列檢查:

  • 電腦斷層掃描:沒有重大創傷。[1]
  • 外觀相驗:90% 體表二至三度燒傷;頭髮燒焦;左手肘內側的X型割痕邊緣滲血;無自衛或他人造成的傷害。[1]
  • 解剖:呼吸道黏膜泛黑;心臟肥大、冠狀動脈硬化、左心室肥厚。[1]
  • 組織學分析:肺氣腫、肺部鬱血、心肌硬化。[1]
  • 毒理學分析:婦人的血液與尿液裡,有乙醇、抗精神病藥物levomepromazine和抗憂鬱劑sertraline殘留。[1]

法醫認為婦人原本就有缺血性心臟病和慢性肺氣腫,在大面積燒傷後,導致急性心血管功能不全,休克而死。至於體內乙醇和藥物的濃度,沒有高到會造成死亡。[1]

重建時序

由於婦人身上沒有抵禦的痕跡,基本上可以推論不是死於他殺。此外,自焚的燒傷面積,通常比被別人縱火來得大,這也符合婦人的情形。然而,她大概沒有事先計劃,單純臨時起意,才會一個方法不行,再試另一個,愈換愈致命,成為手法多元的非典型自殺個案。[1]

此案複雜的程度,本來就已經令辦案極具挑戰;偏偏死者的家屬和神父又破壞現場;而且警方沒有檢驗可燃液體的成份,這些都讓事情難上加難。不過,在《國際鑑識科學:報告》(Forensic Science International: Reports)期刊上,分析這個案件的作者,還是絞盡腦汁,把整個時序重建出來:[1]

首先,婦人使用的藥物不是醫師開的,而且她刻意配合大量乙醇服用,自殺意圖明顯。她體內藥物的濃度沒有很高,不過是因為死亡打斷了身體的吸收。再來,手臂嚴重割傷,必定發生在自焚之前,不然應該沒本事劃得那麼整齊,又那麼深。後來火燒的時候,她還活著,而非死後遭人焚屍,所以會吸入濃煙,燻黑呼吸道黏膜。最後,從血斑的型態和方向,則能判斷婦人先持刀傷害自己,接著在公寓的地面層遊蕩,直到進入柴棚取得可燃液體。她可能在那裏或廚房,將液體淋滿全身,再行至門前走道,然後於耶穌像前坐下。該處牆上焚燒的痕跡,跟婦人身形的高度與寬度吻合,即為佐證。[1]

即使婦人艱困的生活背景,給予她明確的自殺動機,以上推論還是從統合分析多方線索而來。原個案報告作者也強調,遇到如此複雜的命案,務必參考鑑識醫學、毒理學檢驗和醫療影像等資訊,才能做出正確的解讀。[1]

自殺防治專線
衛生福利部安心專線 1925
生命線協談專線 1995
張老師輔導專線 1980

  

參考資料

  1. Terranova C, Massaro L, Angiola F. (2023) ‘An unusual unplanned complex suicide by arm cutting, poisoning, and self-immolation’. Forensic Science International: Reports, 8:100327.
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。