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那一夜,我們在科學中蛻變

Peggy Lo
・2014/05/26 ・3606字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 519 ・六年級
相關標籤: 科仔7分熟 (16)

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文 / 羅佩琪

七位科仔,七段精煉的科學故事,加四百位觀眾、上千名收看直播的網友,等於…… ∞ 對科學的熱情!

成立三年半,PanSci泛科學三月三十日在科教館舉辦第二屆年會《蛻變吧!科學》。這場科仔圈的年度盛典由大師雲集的科學創業家論壇開場,短兵相接、火花四射的火線對談作中繼,而壓軸,則是去年年會一戰成名的「科仔七分熟」──由PanSci邀請七位新生代講者,進行極富挑戰的七分鐘科學短講。

華麗的講者陣容、跨域知識爆炸的七分鐘連發,這場高濃度知識交換的年度聚會,再次在科仔圈掀起PanSci式的科學旋風!

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序幕:蛻變中的泛科學

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「泛科學原本是一個被砍掉的案子……」用PanSci成立的獨家私密故事作為開場,泛科學的當家主持人,同時也是泛科學的共同創辦人鄭國威(江湖上人稱P編),首先帶大家一窺PanSci成立以來的成長與蛻變。

起源於三年半前一個胎死腹中的計畫案,已經投注感情、覺得科普平台太重要的P編想方設法才得以繼續營運的泛科學PanSci,轉眼間已成為擁有十萬粉絲、台灣最大的科學網站。優游於於各類議題探討科學時,PanSci社群所展現的批判力更是珍貴而驚人,文章若有資料、詮釋上的疏漏,每每在刊出後五到十分鐘內就會有夥伴出面指正,讓PanSci即時修正──這樣具有批判力的社群,是台灣絕無僅有的。

話語中流露著自豪,P編用難得的感性,為三年半來泛科學的蛻變下了註解心得:

「可以跟各位一起參與PanSci這個社群……我們真的很感動。」

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https://www.youtube.com/watch?v=I7kIXg_1kcc

全場自我介紹:在科學中蛻變的PanSci夥伴

在現場一片感性共鳴中接續上場的,是PanSci活動的招牌開胃菜──觀眾自我介紹!

從高雄搭高鐵來、從花蓮坐火車來,在銀行工作、在遊戲公司工作,來朝聖、來一睹PanSci作者真面目……PanSci夥伴們的自我介紹一如以往的踴躍與多元,同時,在中壢國小四年級的賴同學、自名為「超high生態團」台南家齊女中四人女子團體的參與中,似乎也可以發現PanSci夥伴的年齡層有逐漸向下扎根的趨勢。(編按:PanSci 360推廣有成?)

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另一個值得關注的現象,今年的自我介紹出現頻率最高的一句話是:

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「主持人你應該會記得我,因為我去年……」

這個「你應該記得我」系列的介紹起手式,在今年年會蔚為風潮,包括「因為我去年也是第一個自我介紹」的電機系同學、「因為我去年有稱讚主持人很幽默」的澳門僑生(編按:同學,去年年會紀錄文也有提到你喔XD);在這些長期支持PanSci的夥伴身上,最會套話的P編也挖掘出一年來他們身上改變(歲月?!)的痕跡,像僑生中文突飛猛進、迷惘於研究方向的同學今年已走上控制領域的路等。

第二度的年會,PanSci在認識許多新夥伴之餘,似乎,也正與老夥伴們在科學的路上,一起經歷著蛻變與成長。

科仔7分熟

(點選收看各段演講摘要)

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全場互動問答:高手過招,跨領域知識碰撞

彈無虛發、場場精彩的七位講者輪番上陣後,進入科仔七分熟的集體作戰(?)時間──七位講者在台上一字排開,一齊接受台下、網路直播上千名觀眾的奇襲發問。有趣的是,這個階段也有許多隱身在觀眾席的PanSci熱門專欄作者們舉手發問兼跟粉絲打招呼,引起席間不少騷動。

來自各式不同領域,觀眾提問的切面從科學層面深入社會層面;而不同背景的七位講者,也利用彼此的專業,互相支援應答,屢屢創造「問的精彩、答的漂亮」的現場高潮!透過文字摘錄,我們來重溫當天的QA互動實況吧。

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http://youtu.be/PzXZ7hYKIqk

「流言終結者」系列

畢竟是泛科學的年會,請講者對科學流言解密的發問頻繁出現:

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問:以大氣學的觀察,真的有氣候越來越極端、地球邁向末日的趨勢嗎?

簡:聯合國IPCC(政府間氣候變化專門委員會)最新的L5報告顯示,有些地方的確正在暖化,但同時也有熱帶國家的氣溫反而在下降;地球自己似乎正在進行平衡調整。另一方面,全球暖化其實也有正面效益,如冰島的植被原本被冰覆蓋而無法耕作,暖化融冰後反而開創種植、工作的機會,暖化後的正、反面影響應該被同等重視。

問:「好菌」是可以培養的嗎?養樂多、優酪乳對人體真的有益嗎?

陳:跟人有關的問題或許更適合問方醫師(丟球)?每個人體內細菌不完全相同,科學家目前只能歸納「吃哪一類東西,某種細菌『可能』會變多」的大原則,尚無法預測個別體質造成的差異。美國最近開始流行「Personal Medicine」,目標就是在入院時調查清楚病人的腸內細菌,確保個別病人開藥後的效果、達到精準的個人預測。

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方:(聽到召喚出來接球)補充一下腸內菌:陳老師演講提到的Nature報告是針對Clostridium difficile偽膜性腸炎,這類腸炎的主要成因是抗生素治療疾病的過程中將腸內的正常菌種破壞。另外,吃正常糞便或許比吃優酪乳得到的益生菌多。

P編:所以當我們說「叫他去『吃屎』」……其實是對他好囉?

方:用「吃」這個字不精確,Nature報告裡不是用口服,是用鼻胃管,而且新鮮糞便有經過稀釋。(P編:……大家有覺得比較好嗎?)(全場靜默)

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「科學不只是科學」系列

QA時間意外地出現許多跨領域,如商業、保險的問題,包括天氣保險、動物保險等,來看看講者們如何詮釋科學中的商業問題:

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問:聽說活動公司會用保險彌補天氣造成的損失,實務如何運作?

簡:保險公司會依據客戶注重的天氣因子計算平均值,若實際天氣偏離平均值區間,就會按比率、賠率進行保險給付。例如:橘子農最怕高溫跟豪雨,保險公司就會依據過去二十年的資料,計算耕作地所在地區的平均溫度、雨量,若實際天氣與均值不同,就可以獲得理賠、減少因天氣造成的農作損失。

實務上會購買天氣保險的公司,以農業、建築業等會因天氣影響營運,且一次性損失大筆金額的產業為主。

問:獸醫界也有醫療崩壞問題嗎?也有類似全民健保的「全犬保險」嗎?

魏:比較沒有,獸醫界近期的問題還是以調劑權為主。

方:明星會以特定部位(腿、翹臀)保險,寵物主也可以寵物為標的與保險公司商議特定、個人化的保險方式。但全犬保險不太可能出現,因為健保同時含括社會救濟的機制與概念,此種複雜度很難擴及寵物族群。

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「網友舉手問」系列

本次年會除了網路直播開放發問外,也在年會前利用hack folder蒐集網友提問,來看看線上朋友們分別提了哪些有趣的問題:

問:常聽到「黃鐵礦化」的菊石、「蛋白石化」的貝殼,是什麼意思?

恐:蛋白石、黃鐵礦都是具有替換能力的「強勢礦物」,像你可能就不會聽說菊石被黃金、鑽石替代。另外,蛋白石在澳洲較多,黃鐵礦則廣布世界──強勢礦物在整體地層的豐沛度也都是比較高的。

問:腹語術的聲音一定會改變嗎?能發出兩種以上的聲音嗎?

強:聲音是可以自己控制、製造的,我自己就有表演兩種以上不同的腹語聲音。(P編:那你在房間練習時鄰居會不會以為在鬧鬼……

問:房東跟房客如何「拆帳」分配捕獲的獵物?

彭:不用拆。兩者偏好族群不同,房東體型大,偏好體型較大的獵物;房客反之。

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以科學背景為本,蛻變為社會上各個崗位的不同角色:從學術殿堂的教授、助教、學生,到深入社會為在地民眾服務的主播、醫師;從為人們創造歡笑的腹語師,到為地球紀存歷史的化石專家──抱持著科學的心,科仔,擁有無限的可能性。

在這條探索自己與世界的路上,讓我們繼續一起「蛻變吧!科學」!

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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。

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為什麼垢「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。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

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。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

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)」:

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  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。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

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。

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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。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

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。

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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

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

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張語涵:小強的腹語世界
Peggy Lo
・2014/05/26 ・534字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 507 ・六年級

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文 / 羅佩琪

「喂?」(現場靜默……)

「喂?」(現場持續靜默……OS:講者都還沒開口,是誰就大喇喇地講電話干擾活動……)

觀眾們面面相覷、騷動著找尋這位失禮的觀眾之際,台上的壓軸講者張語涵俏皮地道了歉:「不好意思,麥克風到了我手中 ── 就會變成這樣。」

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可說是人們最喜歡的聊天對象之一,「腹語師」的身分讓原本平凡的獸醫系學生張語涵開啟了豐富精采的生活新頁。大三時在youtube看到美國腹語大師Jeff Dunham的表演影片,抱持著「想知道怎麼讓玩偶說話」的單純動機,小強開始蒐集腹語術的學習方式、下苦功練習,一年後,終於成功讓自己的玩偶(花名大呆)成為一隻「會說話的玩偶」。

與坊間的說法不同,腹語其實不是用肚子說話,依然是以聲帶發聲,腹語與一般說話真正的差別在於:人類平時是在嘴型、舌頭的共同協作下完成咬字;使用腹語時嘴唇則不能移動,僅保留上下唇一絲縫隙流通氣流,並讓舌頭辛苦地完成所有咬字工作──這也是腹語訓練被稱作「舌頭重訓」的原因。

在與夥伴大呆的一搭一唱中,小強用她的科仔七分鐘展示了腹語的迷人與可親,也為PanSci年會畫上充滿驚嘆的壓軸句點。

https://www.youtube.com/watch?v=X_KwOMf8QgU&feature=youtu.be

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陳淑娟:化石也能這樣玩
Peggy Lo
・2014/05/26 ・523字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 540 ・八年級

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文 / 羅佩琪

自稱為「恐龍妹」,接觸古生物化石、恐龍礦物逾十年,玩化石的足跡遍及世界各地的石尚企業資深協理陳淑娟,用他的七分鐘為我們一揭「化石探勘與清修」這個神秘職業的面紗。

「每一項化石的發現與出土,都是彌足珍貴的。」恐龍妹首先強調,化石源自脊椎動物死後墜入海湖,此時,海中細菌會進行第一波分解;再經數千萬年的沙層沉積、地震震波、地下水沖刷,動物的軀體及骨質消失,化石也逐漸被壓扁,要在這樣的節理構造中被發現是相當、相當不容易的;也因此下面這些化石探勘與清修的案例,都可說是恐龍妹的得意之作:

恐龍化石

由左而右、上而下,分別是鸚鵡嘴龍、混魚龍、蒼龍、恐龍蛋胚胎、小暴龍。其中,「鸚鵡嘴龍」是從沉積岩中將骨頭一根根挑起再接回;「恐龍蛋胚胎」則透過儀器斷層掃描,搭配骨骼掃描將蛋殼掀起,再將小恐龍骨骼清修出輪廓──這些化石的收藏都是世界級博物館也相當少見的哪!

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演講最後,陳淑娟鼓勵大朋友、小朋友都能乘著好奇心的翅膀,跟著「恐龍妹」一齊加入「玩化石」的行列囉!

http://youtu.be/AIT42_RSI0M

 

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