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。

為什麼污垢「黏不住」？ 

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：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

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：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

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。

不給細菌「握手」的機會

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）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

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。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

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：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

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。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

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：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

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。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

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

又到了大學多元入學的時節，備審資料與面試，是多元入學中能否錄取的關鍵，但是多數高中生不但缺乏經驗，更缺乏概念，以下分享一些相關的基本概念。

別搞錯狀況，高中生騙不到教授的

所有方式的多元入學，大學教師都是關鍵角色。有時候大學教授在社會上會成為被嘲笑的對象，例如很容易被詐騙之類的。確實，某些教授是生活白痴，離開自己專精的領域可謂一竅不通；但是

在本行的面試場子裡，高中生想騙過大學教師，基本上很難發生。

騙術高強到能騙過老師的高三生，不敢說沒有，但是非常非常少；可是自以為能騙過教授的小朋友和家長，恐怕超級超級多。高中生必需認知到的重要原則是：教授沒那麼好騙。  

再怎麼不濟的教授，面對來找自己面試的高三生，99.9% 都是絕對碾壓。也許小朋友潛能很高，但是多年經驗的差距，是很難彌補的。  

備審資料隱惡揚善，但是不能說謊

備審資料該怎麼準備，面試時要如何回答？每個系都有不同的取材標準（若是標準一致就不是「多元」入學了），愈符合標準的機會愈大，如果目標是錄取，就蒐集情報，找個條件最符合的系，放棄機率不大的選擇。這點乍看是廢話，但是其實相當重要，一開始是否選擇適合的目標，對於最終成功與否的影響很大。

備審資料和面試必需一起考慮，因為兩者皆代表一個人的不同面向，不該有明顯矛盾。例如備審資料自稱熱衷文學，口試時被問到喜歡什麼作品，卻無法回答課本以外的項目，這種狀況就大大不妙。必需做好準備，

備審資料寫什麼，如果口頭被問，就要答的出來。

備審資料的重點不是精美，在於能否幫助你展現優點。好的備審資料必需有明確的重點，讓評審認為值得考慮；不要寫一堆言不及義的成語、形容詞（孝順、友善、朋友多之類的），要明確表達出關鍵能力。這部分是許多高中生非常欠缺的知識。

誠實是重要的原則。誠實的意思，不是說有什麼缺點都要通通坦白，而是不能說謊。一項能力只是普通，就不要說成很厲害，只是略懂，就根本不應該有提到的機會。

可是真的沒有值得一提的專長怎麼辦？這有兩個可能，第一，真的沒有特定優勢，那麼這種學生本來就不是多元入學希望網羅的目標。第二，其實有專長自己卻不知道，這樣跟一無所長其實沒有太大的差別。

總之，還在爭取面試機會時，要審慎評估自己的優缺點，挑選適合的目標。面試時的原則是隱惡揚善，搭配備審資料，儘量發揮自己的優勢，隱藏劣勢，不過千萬不要想要詐騙。絕大部分高中生的水準不但騙不過教授，反而只會害自己被扣分。

話說回來，申請入學時都覺得前路兇險，不過考驗其實在錄取以後才開始。

• 本文轉載自新公民議會《高中生面試，能騙過大學教授嗎？》

延伸閱讀：

• 參加研討會，用海報展示你自己

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

文／謝伯讓的腦科學世界

回顧科學的歷史，我們可以發現一個有趣的現象：大部份曾經出現過的理論幾乎都是錯誤的，它們要不是已經被推翻、就是正在被推翻中。科學活動，其實就是不斷在新證據出現下修改或推翻舊理論的一個過程。

因此，在閱讀科學發現和吸收科學知識時，我們必須要帶著強烈的「懷疑精神」。任何讀到的科學發現，都有可能隱藏著實驗瑕疵；任何讀到的科學理論，也都可能在明天就被新證據推翻。

當我們在閱讀時，一定要帶著批判的懷疑態度，然後去思考每個實驗背後可能潛藏的混淆變因，只有在確信實驗過程都毫無錯誤下，才能暫時「假設」這項結果正確，然後進行下一步的結果解釋和推論。

誤推因果、另有他因、倒因為果

科學新聞和科普報導的文章越來越多，很多人看完後常常就只是「哇」的一聲感到新奇，然後就只能腦中一片空白，不知道該如何對自己專長以外的領域做出回應。對於自己不熟悉的領域內容，難道真的要等到補足了相關知識，才有辦法評論和思考嗎？

在這邊偷偷告訴大家一個不需要太多專業知識，也能夠輕鬆輔助思考、批判科學研究的口訣，就是「誤推因果、另有他因、倒因為果。」

例如，當有人說「研究發現喝母乳的小孩比較聰明」時，你就要先想想以上的口訣：

第一，是否「誤推因果」。原本的研究可能只是發現「喝母乳」和「小孩聰明」兩者相關，但報導有沒有錯說成前者「導致」後者？在大多數的相關性研究中，科學家可能只是把小孩分成「喝母乳」和「不喝母乳」兩群，然後發現「喝母乳」那一群小孩比較聰明。這種結果，就只是「發現相關性」而已，並沒有真的證明「喝母乳會導致小孩更聰明」。要證明因果關係，就必須要隨機找來兩組原本智商一樣的小孩，其中一組允許喝母奶，另一組不准喝，最後再比較喝母奶後的小孩智商是否提高比較多，這樣才能證明因果關係。這種「誤推因果」的報導方式，是科學新聞中最常見的謬誤。

第二，是否「另有他因」。例如，有沒有可能是因為比較聰明的媽媽剛好都偏好餵母乳，因此她們小孩的聰明根本是遺傳自媽媽，而不是因為喝母乳才變聰明？或者，餵母乳的媽媽可能剛好都比較有心力和時間照顧小孩，因此她們的小孩是因為備受照顧才變聰明？換言之，就是另有第三個因素（共因）導致了「喝母乳」和「小孩聰明」這兩個現象，而不是這兩個現象之間有因果關係。

第三，是否「倒因為果」。有沒有可能是因為聰明的寶寶本身就有喜歡喝母奶的偏好？例如，聰明的寶寶可能在媽媽想要停止餵奶時大聲哭鬧，因此使得媽媽不得不延長餵母奶的量和時間。若真如此，那結論就應該是「聰明的小孩喜歡喝母奶」，而不是「喝母奶才變聰明」。

一項好的研究，必須針對上述這類可能的「混淆變因」進行控制，並且仔細測試各種可能的因果關係，最後才能得到可信的結論。

又例如，當有報導說「吸食大麻導致低智商」時，你就要先注意，第一，媒體有沒有「誤推因果」，有沒有不小心把「吸食大麻和低智商有關」寫成「吸食大麻『導致』低智商」。第二，有沒有可能是「另有他因」，說不定是因為吸食大麻的人剛好也都會喝酒或有其他惡習，因此是其他惡習導致低智商，而不是大麻導致低智商。第三，有沒有可能「倒因為果」，其實是低智商的人才喜歡吸食大麻？

如果能夠把握這些原則，並在閱讀他人對某項實驗結果的解釋前就先自己作出分析、解釋和推論，那是最好不過。或許，你還可以因此想出不同的創新理論。

如果自己想不出來，也要在閱讀科學家對資料的解釋和推論時，進行徹底的反思和批判。同一組數據或發現，通常都會有超過兩種以上的可能解釋。有些科學家，只會提出其中一種。如果沒有帶著批判的態度去閱讀，很容易就會被牽著走。如此一來，就有可能會陷入意識形態的偏見，而無法客觀的看待科學發現與成果。

文／謝伯讓的腦科學世界（新書《都是大腦搞的鬼》作者。 ）