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舔舔手中雲朵——棉花糖

邱文凱
・2014/09/05 ・1951字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 472 ・五年級

Credit: trang nguyen via Flickr
Credit: trang nguyen via Flickr

源起

我絕對不會說是因為我很愛吃棉花糖所以開始製作的XD

所需材料

  1. 濾茶器或鋁罐(擇一即可,若選用鋁罐,可參考阿簡老師的作法)
  2. 隨手小風扇
  3. M3螺絲、M3螺帽、M3銅柱
  4. 鐵釘跟鐵鎚
  5. 鋁箔膠帶
  6. 尖嘴鉗或鑷子
  7. 酒精燈(曾嘗試使用瓦斯爐或卡式爐取代,但因火力很強,易讓糖燒焦)
  8. 鍋子或透明投影片(擇一即可)
  9. 膠狀瞬間膠
  10. 白砂糖(想要做彩色的棉花糖的話,可以準備一些食用色素)
  11. 鋁箔紙

P.S. M3螺絲、螺帽、銅柱建議可以到西寧電子市場或光華商場購買(住台北的話),其他縣市的朋友可能得問問鄰近的五金用品或電子材料行。

IMG_20140830_095852-tile22

製作步驟

  1. 先用釘子跟鎚子在濾茶器頂的”正中央”打一個小洞(直徑小於3mm),小洞盡量在正中央,如果偏離太多,濾茶器旋轉時會很不順暢,請多注意喔。(使用濾茶器製作的優點有:不需自行打洞、清洗後可重複使用。)step1
  2. 用M3螺絲由上而下鑽鑽看,若能順利鑽過去,代表洞的大小是合適的,再使用尖嘴鉗或鑷子夾著M3螺絲由下而上鑽過去,最後用螺帽鎖上去固定螺絲。step2
  3. 將隨手小風扇的扇葉拆下來,接著用鋁箔膠帶把馬達轉軸黏粗一點,最後於其轉軸上套上一個M3銅柱(鋁箔膠帶的原始構想來自林宣安老師)。step3
  4. 將濾茶器頂的M3螺絲與M3銅柱連接起來(銅柱內有螺紋可鎖螺絲),然後開啟隨手小風扇的電源(記得裝電池XD),看看濾茶器旋轉的情況如何,如果用螺帽鎖住的M3螺絲有鬆脫情況,可考慮使用膠狀瞬間膠黏著固定(擔心食用安全的人,就把螺帽鎖緊點吧)。step4-1大致準備完了,接下來可以來做棉花糖啦!!!
  5. 將適量白砂糖倒於鋁箔紙上並集中於鋁箔紙中間(如果有準備人工色素,請在此時均勻摻入白砂糖中),然後將盛糖的鋁箔紙包住濾茶器(請務必包緊,加熱後的鋁箔紙若鬆開飛出可能造成危險)。step5完成圖
  6. 拿出鍋子或用透明投影片捲成一個柱狀(作為罩子,避免灼熱的糖液四處噴濺,若使用透明投影片則可清楚看見產生棉花糖的過程),中間放上酒精燈並點火,再將組好的裝置放到酒精燈上加熱,然後等到白砂糖液化(會冒白煙,並可聞到些許焦糖味時),開啟小風扇的開關,就可以等待棉花糖的到來囉~step6-1

PS:因為製作棉花糖的過程有使用到明火,所以請在旁邊準備一條濕抹布以備不時之需,且必須等到馬達完全停止旋轉時,才可以將裝置從鍋子或投影片空心柱中拿出,不然隨意射出來的灼熱糖漿可能會使你受傷。

棉花糖機利用酒精燈(熱源)將砂糖加熱成為液態後,藉著小風扇馬達的旋轉而將液態的糖從濾茶器的小洞被甩出。當液態的糖漿接觸到外面的冷空氣時,會凝固成一條條的糖絲而附著在周邊的塑膠墊片上,然後可以利用糖本身的黏性,用竹籤將它們捲起來。

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未命名

後記

因為從小就愛吃棉花糖,也很喜歡看著老闆一把糖投入機器中,然後就變出各色的雲朵來(而且還是甜甜的雲朵XD)。所以想嘗試製作棉花糖機,來更了解棉花糖的產生過程,解答童年時的疑惑與回憶當年愛吃糖的日子。

去年到山區部落出梯隊時(詳情可見此),記憶最深刻的,正是我拿出自製的棉花糖機時,雖然那裏的不少孩子是第一次見到棉花糖,但卻跟我童年時一樣,讚嘆著其如雲朵般的造型,喜歡它蓬鬆且甜甜的口感,當糖液隨旋轉飛出、凝固成如絲綢般的糖絲。我想,除了織出如白雲般輕飄飄的棉花糖,也織給這群孩子一個美好的回憶。

也記得當地的孩子會偷摸一把糖藏在口袋裡,然後用手指沾糖慢慢地舔著(當地有貧富不均的情況,有些家庭豐衣足食,有些卻有三餐不繼的狀況,因此部分孩子少有機會吃糖),看著這一幕幕的畫面,我想:原來這個棉花糖機,用糖做為媒介,將我童年的美好回憶分享給這群孩子。雖有時空差異,但在當下,我們共享了這一份對棉花糖的感動。

多一份人性的思考(生活中的材料、簡化的做法、分享喜悅),科學除了可以造就神奇的效果,更能傳遞一份溫度、帶給他人美好的回憶~

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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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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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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。

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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。

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 / 圖片來源:envato

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)。

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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)」/圖片來源:益福生醫

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。

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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。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

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。

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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。

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 / 圖片來源 : envato

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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。

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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 / 圖示來源:shutterstock

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。

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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。

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。/ 圖示來源:shutterstock

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?

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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。

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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。

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。/ 圖示來源:


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邁向科學研究的前線: 手機變身螢光顯微鏡!
Scimage
・2014/07/16 ・2179字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

顯微鏡可以讓人看清楚小世界裡發生的事情,但是進入研究分子的時代,因為光的波長只有到數百個奈米(nm),所以以光學顯微鏡無法直接觀察分子的種類與型態,雖然可以利用電子顯微鏡,不過操作使用上難度高,研究人員也難輕易使用,偏光顯微鏡能提供分子排列的訊息,但是如果能用光學的方式直接看到分子或確定不同種類的分子存在與否,就能讓很多重要的物理或生物資訊被研究發現。而螢光顯微鏡就是目前在研究上用的最多與最重要的技巧之一。

一般顯微鏡利用光的吸收跟反射測來觀測物體,偏光顯微鏡利用光波的偏振特性,而螢光顯微鏡就是利用光在波長方面的特性的來觀測分子。原理是特定種類的分子(稱為螢光源,fluorophore)在吸收短波長的光之後可以放出長波長的光,觀測時如果能把原本的波長的光濾掉,只剩下激發後較長波長的的光被看到, 這樣一來就可以斷定特定的螢光分子是否存在。這樣的概念看似簡單,卻能帶來分子種類的解析性,舉例而言,像是把抗體加上螢光基團,就可以利用螢光辨識特定分子是否在樣品上,利用螢光蛋白序列加上改造的基因,就可以知道基因轉殖有沒有成功,把特定蛋白加上螢光蛋白,就可以在空間中甚至在細胞內追蹤分子或觀測神經纖維網路。在研究前沿上有數不完的研究,從生化檢測、基因定序、神經細胞結構等等,都是靠著螢光顯微鏡才能實現。

在技術上因為螢光訊號很弱,螢光顯微鏡通常用水銀燈或其他氣體放電燈作為光源,確保很強的光照,為了要濾除非螢光的訊號,需要很好的光學濾片組,這也讓螢光顯微鏡一直都只能在研究中或是在很貴的儀器內才能進行螢光偵測。

手機是現在人人都有的智慧裝置,結合了照像與傳輸分享的強大功能,如果在手機上如果能夠實現螢光的顯微觀測,將對科學發展有很大的幫助,有研究能力的手機顯微鏡與手機偏光顯微鏡之前已經由科學影像實現了,那手機有可能完成螢光觀測這項任務嗎?

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讓手機顯微鏡變成有螢光的能力設計是這樣,首先在光源方面,因為半導體技術的發展,很多窄波段的固態光源變成可能,不再需要從全光譜中濾出特定的光出來, 而是可以直接有效率的使用半導體光源,所已選用合適的短波段高亮度的LED就能大部分解決激發光源的問題,且同時能降低對激發濾片(Excitation filter)的要求,可以以吸收式的濾片達成。

在光路上,目前一般的螢光設計是epifluorescence,由同個物鏡照出激發光,偵測背反射的螢光訊號,可以減少對發射濾片 emission filter的要求,但是同軸照明需要較複雜的設計與雙色濾片dichroic filter,基於同樣的考量,可以改用暗視野照明來達成,加上發射濾片emission filter,始發射光與螢光的光譜沒有交錯, 就可以觀測螢光了!

以深藍紫色激發為例,目前可取得最好的固體光源的光譜如下,波長到450nm即全部消失。

p1

在選用的emission filter上,濾除連續光譜的日光後的光譜圖觀測如下,可以看到470nm以下的光全部被濾掉。

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所以選用這組光源與發射濾片,即可以以藍紫光觀察從綠光到紅光的螢光。設計相關的激切結構跟濾片在手機顯微鏡上,實際完成的手機螢光顯微鏡成品如下:

p3

整體發出的紫藍紫光是由載物台下方進行暗室野照明所發的,就可以有效的激發出螢光訊號,注意在播片的邊緣有不同顏色的色光,那就是塗在坡片上的螢光物質所發出的螢光經由全反射而照出。

以下以兩個例子來說明這螢光模組的能力,首先可以同時關測到不同顏色的螢光(螢光染料壓的指紋),紅色與綠色各試不同的染料,黃色是混合之後的顏色。

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在生物的觀察上,也可以觀察到斑馬魚身上卵黃的自體螢光訊號。

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除了深藍紫光之外,為了讓離激發光源比較遠的紅色螢光能更被有效率的激發,在實現手機螢光顯微鏡上,也設計了另一組以470 nm為中心的光源,目前兩組的光源與長通螢光濾光片的光譜如下,這樣一來所有常用的綠色到紅色螢光都可以被激發觀測。

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(其中下方淺藍色跟激發光跟長通濾波有交錯,需額外使用一片 excitation filter 來濾除)

螢光模組是手機顯微鏡,除了實現手機偏光顯微鏡後 ,另一個把專業顯微技術在手機實現的計畫,希望將會讓很多原本屬於實驗室的觀測可以再被更簡單的觀察記錄,有讓更多人與實驗室有方便的工具作更方便的觀察與檢測!


首次製作將提供台灣的實驗室進行申請使用螢光模組,歡迎有想一起測試的研究朋友加入科學社群 科學maker 索取,期間為 7/10-7/20。

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科學影像的顯微鏡製作計畫目前專屬的科學社群 科學maker 已經有超過 4000 位朋友加入,分享觀測的顯微照片超過4000多幅,來協助製作科學儀器的朋友超過 百人,花整天的時間替更多人製作科學儀器,目前贈送超過 70所偏遠學校手機顯微鏡做為教育之用,除了個人使用外,也開始要協助如泛科學的科學活動或是台大的NTU博物館行動展示盒計畫等大眾的科學活動,也進入了國小,國中,高中,大學等校園數百所正式的學習環境,做為充實顯微設備與改善課程用,希望手機螢光顯微鏡的實現,能讓手機顯微鏡變的更有能力,走入實驗的現場,讓台灣有更好的科學實驗環境!

手機顯微鏡網站手機顯微鏡 & 科學maker,對手機顯微鏡有興趣的朋友,歡迎加入科學maker,一起使用與分享顯微鏡的觀測~

轉載自科學影像 Scimage

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