新型透明導電薄膜LFTO

本文與  益福生醫 合作，泛科學企劃執行

昨晚，你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎？這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾，甚至在腦海中數了幾百隻羊，大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程，讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇：你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠，我們得先認識身體的一套精密防衛系統：下視丘-垂體-腎上腺軸（HPA axis） 。這套系統原本是演化給我們的禮物，讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時，能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動，腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙)，這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性，讓我們在危機中保持清醒 。

然而，現代人的「劍齒虎」不再是野獸，而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說，身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

在理想的狀態下，人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後，身體會進入「修復模式」，此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點，讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素（Melatonin）接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號，它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素（Orexin）神經元，幫助大腦順利關閉覺醒開關。

然而，當壓力介入時，這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出，長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化，使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌，更會讓食慾素在深夜裡持續活化，強迫大腦維持在「高覺醒狀態（Hyperarousal）」。 這種令人崩潰的狀態就是，明明你已經累到不行，但大腦卻像停不下來的發電機！

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升，而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸，分泌更多皮質醇來試圖消炎，高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期（REM），導致睡眠品質變得低弱又破碎，最終形成「壓力－發炎－失眠」的惡行循環。也就是說，你不是在跟睡眠上的意志力作對，而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關：PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局，科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系：腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路，這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」，而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便，更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話，直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」（Psychobiotics）。

在眾多研究菌株中，發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發，累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」（First Night Effect, FNE），也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難，俗稱認床。科學家在進行實驗時發現，補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期（NREM）的睡眠長度，且入睡更快，起床後也更容易清醒。更重要的是，不同於常見的藥物助眠手段（如抗組織胺藥物 DIPH）容易造成快速動眼期（REM）剝奪或導致睡眠破碎化，PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力，它能有效縮短入睡所需的時間，並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現，即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理（Heat-treated），轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」（Postbiotics），其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點，讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中，科學家觀察到一個耐人尋味的現象：當詢問受試者的主觀感受時，往往會遇到強大的「安慰劑效應」，無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人，主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相，讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而，客觀的生理數據（Biomarkers）卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後，實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人（84.6%）出現了夜間褪黑激素分泌增加，且壓力荷爾蒙（皮質醇）顯著下降，這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統，而不僅僅是心理安慰。

最值得關注的是，對於那些失眠指數較高（ISI ≧ 8）的族群，這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後，不僅生理標記改善，連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間，以及焦慮感也出現了顯著的進步。

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重新定義深層睡眠：構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息，而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠，關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石，始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境，到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統，並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現，身體便能更順暢地啟動睡眠開關，回歸自然的運作節律。

與其將失眠視為意志力的抗爭，不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持，每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始，為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作，泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡，乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生；但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視，那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」（IPF），其預後往往不太樂觀，確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先，我們得先破解一個迷思：肺纖維化並不是單一疾病，而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」，腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象，患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕，像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是，IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性，一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化，是兩種完全不同的概念。

肺部為何會變成「菜瓜布」？

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布？這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織，就是肺部間質組織（interstitium）的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍，包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下，肺部損傷後會啟動修復機制，並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內，這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號，導致負責修復工作的「纖維母細胞」（fibroblasts）被過度活化，進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織，最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現，這個過程之所以棘手，在於它是一個「惡性循環」，肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ，它們相互加乘，演變成難以阻斷的強大破壞力。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ，但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸，特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外，患有自體免疫疾病（如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎，）的患者，他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人，必須特別警覺。

打斷惡性循環的挑戰，為何只對抗「纖維化」還不夠？

面對這個不可逆的疾病，醫學界長年束手無策，直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥：Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺，首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而，這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望，卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看，這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題：既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊，那麼，我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略，從而更有效地打斷這個惡性循環？

找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題，科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素：磷酸二酯酶 4B（PDE4B）。

為什麼鎖定它？讓我們看看它的「雙重作用」機制：

1. 關鍵位置： PDE4B 同時存在於免疫細胞（與發炎有關）與纖維母細胞（與纖維化有關）當中。
2. 作用機制： PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP（環磷酸腺苷） 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
3. 雙重抑制： 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性，細胞內的 cAMP 就不會被分解，濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞，同時產生抗發炎與抗纖維化的雙重效應。

簡單來說，鎖定並抑制 PDE4B，就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程，有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來，全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗，我們相信，在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後，期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

最後，我們必須再次提醒，特發性肺纖維化（IPF）與漸進性肺纖維化（PPF）是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手，雖然現有的治療手段能延緩惡化，但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織，因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

報導／廖英凱

隨著國際潮流與產業需求，「輕、薄、大面積、可撓曲」已成為業界炙手可熱的話題及趨勢。而目前主流的觸控螢幕中，電容式觸控螢幕更為人們所使用，典型的例子莫過於引發行動裝置革命的iPhone了。電容式觸控螢幕的基本原理，是將一個絕緣體的螢幕玻璃基板(或是塑膠基板)內側塗上可導電的傳導層，並在傳導層施加一個微小的電壓，形成一個均勻的靜電場。當手指或可導電的物體從螢幕的另一面接觸時，有靜電場的傳導層和可導電的手指之間便形成了一個動態的電容，測量此電容的位置和大小就可做為觸控訊號的依據。

觸控元件生產的方式可分為板對板式(sheet to sheet)與卷對卷式(roll to roll, R2R)兩種方式。枚葉式，是將加工品一片一片的送入機器加工，適用於較硬無法彎曲的基板。而卷對卷式的加工則可用於可彎曲的基板，以連續生產的方式在基板上加工為觸控元件，因此生產速度比枚葉式快上許多。

工研院電光所的「R2R製程技術/卷對卷超薄基板技術」計畫，正是利用超薄可撓基板的特點，結合卷對卷式製程，大幅提高產能降低成本。

未來可以打造出輕薄且曲面的新穎手機,增加行動裝置內的設計空間彈性也可以用於OLED照明燈具與太陽能電池等產品，近年來許多穿戴式電子產品的概念與研發消息也不斷問世，相信這項技術的研發，將有助於我國產業引領下一代的軟性電子科技風潮。

技術專頁:玻璃卷對卷、觸控新里程

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報導 / 江書賢

當你「滑」過智慧型手機時，你可知道玻璃面板的另一面，有一層透明的導電薄膜[1]。正是因為有這一層可以導電的透明薄膜的存在，扮演了類似皮膚下的觸覺受器，和神經的電流訊息傳遞的功能，觸控螢幕才能夠感受到你的碰觸。

透明導電薄膜，顧名思義，必須兼具有透明[2]和導電[3]這兩種特性，目前大多是使用金屬氧化物類的材料，稱為透明導電氧化物（Transparent Conducting Oxides，TCO），尤其是以氧化銦錫（Indium Tin Oxide，通常簡稱為ITO）材料為主流。但是，因為氧化銦錫中的「銦」元素是稀有金屬，目前最大的蘊藏量與產量來自於中國大陸[4]，而且近年來在國際市場上需求持續成長，價格攀升，未來也可能面臨原料短缺的問題，所以目前世界各地的許多廠商與研究機構都正在研發可以替代氧化銦錫的材料。

工業技術研究院的材料與化工研究所開發出了一種新型的透明導電薄膜材料[5]，稱為LFTO（鋰氟共摻雜的氧化錫）。這一種材料的原料不含銦原子，成本便宜，容易取得，而且在穿透率與導電性上比目前主流的氧化銦錫，或其他材料有更優越的特性[6]，因此成為一種有應用潛力的新材料。

除了材料本身之外，透明導電薄膜製程的設計，會影響材料的有效使用率、產品良率，以及生產速度，這些也是產業界中各廠商彼此競爭的重點。目前主流的ITO薄膜是使用「真空濺鍍」製程來製造，這代表在鍍膜的時候需要把待鍍的玻璃板放在把內部空氣抽掉[7]的真空設備環境中。而工研院開發的LFTO可以使用「大氣壓噴霧熱裂解法（Spray Pyrolysis Decomposition）」（本文以下簡稱「大氣噴鍍」）進行鍍膜工作，只需要在一般的大氣環境中就可以進行。根據工研院材化所的研究同仁表示，目前的線寬已可達10 ~ 30 微米，已可充分滿足一般觸控面板所需要的電路圖案線寬(大於15微米)的需求。

兩種製程相比，大氣噴鍍不但過程簡便許多、設備建置成本只有真空濺鍍系統的10% [5]、而且有效鍍膜材料使用率高（真空濺鍍：約50%~60%；大氣噴鍍：85% ~ 90% [5]）。除此之外，生產速率也大幅提高（真空濺鍍：每分鐘3 ~ 5公尺；大氣噴鍍：每分鐘7公尺以上[5]）。大氣噴鍍能夠使用比真空濺鍍更低溫度的製程來進行鍍膜，這也表示大氣噴鍍可以被鍍在可耐受溫度更低的基板，也就是說，可以適用在更多種類的材料上。

除了用在觸控面板的回饋電路、太陽能電池的面板等，大氣噴鍍也可以應用在節能建築的隔熱玻璃建材：因為LFTO材料雖然是對於可見光來說是透明、可穿透的，但是卻可以反射陽光中的紅外線，所以若在玻璃窗上鍍一層大氣噴鍍LFTO薄膜，可以造成隔熱效果。除此之外，薄膜的耐候性佳（也就是說不容易在環境中受光照、溫度、風雨等因素的影響而破壞、變質）、化學穩定性高（耐酸鹼）、耐刮、容易噴塗等特性，使得它能容易的被應用在建築物的窗戶、屋頂、外牆上。[8]根據研究人員表示，接下來的開發目標放在使用其他方式進行大氣噴鍍的製程－例如大氣電漿法鍍膜，如此可以使製程溫度再降得更低，讓LFTO導電薄膜能夠更容易被應用在各種材料的基板上面，也將持續改進製程，使生產廠商更願意改換使用這項技術。

註解與參考資料

1.  確切的來說，也可能不只一層，情況依照觸控面板的設計而定。能夠達成觸覺感應功能的面板設計有許多種不同的形式，在本文中將介紹的透明導電薄膜特別是電容式觸控的關鍵材料。關於各種觸控面板的設計方式可以參閱維基百科的「觸控螢幕」詞條。
2.  也就是材料可以被可見光穿透的特性。在專業上以「穿透率」來表示與衡量，一般要求必須在80%以上。
3.  物理上一般常以電阻率（Resistivity）來衡量材料的導電性，單位為：「歐姆．公分」。電阻率愈低，導電性愈好。產業界目前一般對導電薄膜的電阻率要求大約在10的負三次方以下。對於薄膜電阻，在實用上常特別以「片電阻（Sheet Resistance)」來衡量，單位為：「歐姆/平方」，它的量綱和歐姆相同，詳情可以參見維基百科的「薄膜電阻」詞條。
4.  請參閱維基百科的「銦」詞條。
5.  陳俞君、林晉慶，《新型透明導電薄膜應用於投射式電容觸控面板》，工業材料 297，2011年九月，第144-151頁。
6. 各種透明導電材料的比較，可以參閱[5]的「表一」。
7.  嚴格來說，物理學上的極限使我們不可能真的把一個密閉空間內的所有氣體都完全抽掉，但是我們可以抽出大部分的氣體，使得真空設備內部空間中的氣體數量少於我們生活空間中的一般環境，因此氣壓降低。氣壓愈低代表真空度愈高，也需要花費愈多的能源成本、時間與更強的設備去抽真空。根據不同的製程與成品品質的要求，鍍膜時需要選擇相對應的適當真空度。
8. 智慧化居住空間_系列專題報導_技術專題_兼具環保與節能的創新科技產品。

技術專頁:新型透明導電薄膜 LFTO

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