【2014智活星期二】許倍銜：創意服務與場所改造

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

進一步了解商品：https://shop.amway.com.tw/products/2071?navigationType=brand&

文／歐葳

智慧生活旅遊的最後一站原本是大鞍古道，但因為颱風來襲，步道不易行走，因此陳老師改帶玩家們到了大鞍國小，一邊重溫小時的記憶，一邊細聽大鞍的歷史。

要進入國小之前，老師帶領大家走了一段好漢坡，雖然距離不算長，但坡度挺陡的，一旁時有竹林密蔭、時有雜草小花，難得的是在路上見到了人面蜘蛛，在枝葉間，蛛網結得整齊且漂亮，讓走累的人在喘息時眼睛一亮。

大鞍國小是個規模迷你的小校，一度落入被廢校的命運，為了讓校園起死回生才轉型成對外開放的特色校園，因此任何人都能在校園裡泡茶聊天辦活動。校園中可以見到歷屆畢業生的牆壁彩繪，從畫面裡的畢業生人數看來，這間校園每年產出的畢業生真的是屈指可數，難怪學校會選擇這樣對外開放，以吸引更多的人進來。

陳高明老師帶領玩家們繞玩校園一周後，就在校園的活動平台上開了「大鞍講堂」，與大夥暢聊竹山願景。陳老師說：「當你去過很多國家之後，你就會發現台灣是最不會保護資產的地方！」他指出，早期台灣的竹管厝發展模式與日本的合掌屋其實很像，都是在家有喜事的狀況下全村的人會集結起來替你蓋房子，為得是一種祝福、也是全村合力的象徵。在日本，合掌屋已成聯合國認定的文化遺產，但反觀台灣，竹管厝早已被拆得差不多了，甚至沒有多少年輕人有機會接觸這樣的特殊歷史建築。

另一方面，他也舉巴黎為例，在戰爭時，國家為了要保護藝術資產不遭受破壞，不惜動員人力將彩繪玻璃拆除，另外保管，如此傾全力保護這些文物的人文精神徹底感動了老師；除此之外，老師也拿同樣使用筷子的日韓兩國來說明文化教育的重要，中國雖為筷子的發源地，卻沒有教導孩子們認識筷子文化，為了方便、不阻止孩子使用湯匙或叉子做替代，反觀日韓兩國十分重視筷子文化，甚至都將筷子課納入正課，需要通過考試才能畢業，如此不同的教育正塑造出不同的文化氣質。

大鞍講堂精彩的故事就在敏哥一聲「老師！落雨了～」中被迫暫停，玩家們紛紛卯足全力爬上好漢坡，只見米粒大的雨滴就在分秒中長成了豆子大的模樣，大夥又累又喘的模樣，雖是狼狽，但卻明顯感受到山間空氣頓時消暑了許多。坐上遊覽車，擦乾身子，玩家們都被這突來的暴雨擺了一道，只能算是竹山送來的道地大禮啊——午後對流雨！

在車上細數陳老師今天與玩家們分享的故事，可以說是巨細靡遺，從小鎮的古早故事到台灣文化發展願景，再回想前一天的老師們對在地文化的熱愛，智活玩家們不難發現行程中的每個在地人都是熱愛這個山頭的，他們使用了自己的方法把鹿谷和竹山的「好」交代給所有人，難怪會有玩家分享心得時只說了兩個字：感動！

文／歐葳

吃完早餐，智活玩家們揮別了充滿檳榔花香的新溪頭初陽生活會館，離開初鄉，下山前往竹山小鎮。竹山是日治時代發展竹藝的主要地方，也是前一天所嘗試的竹編QR code主要推廣處，只要在配合的商家門口就能見到特別的竹製招牌，格外引人目光。

今天的第一站是小鎮文創，前名小鎮故事館，是何培鈞先生規劃用來推廣文化創意發展的基地，除了小鎮文創之外，何培鈞還另外使用了兩個場地，分別為前山綻和竹巢學堂，三個空間的氛圍不盡相同，但都是為了要給年輕人到竹山發展的機會而開闢的。

今天接待智活玩家的在地導遊是陳高明老師，老師的專長雖是竹藝，但因為從小在竹山生長，也是個講地方故事的好手，一路上細數當地歷史，竹山曾經的三多：旅館、金飾店、酒店，雖然早已沒落，卻在老師的生動描述下彷彿活了起來，遊走在林杞埔老街中，老師或指著嶄新的全聯福利中心，遙想日治時期曾經的日本小學校；抑或指著整修中的騎樓，細數過去風光大旅店的時光。玩家們的腳步走踏在老街裡，身邊的光景從日式木板屋到為巴洛克式建築，彷彿成為了時光旅人，穿梭在歷史之中。

除了想像過去建築的樣貌，老街上也依然留有過去的老行業，玩家們走過了米麩店，嘗到剛爆好的熱熱米香，也途經保留傳統擺設的柑仔店，內部也還販賣如油燈等古老器具；最難得一見的就是傳統打鐵店，師傅現場燒了火紅的鐵塊，用機器打給玩家們看，玩家們都屏氣凝神、睜大雙眼，仔細觀看這在都市中難得一見的傳統工法。

結束老街巡禮，何培鈞先生已在竹巢學堂等待玩家們的到來，豔陽天裡的冷氣房特別誘人，團隊也準備了捲仔粿和紅茶供玩家品嚐，準備聆聽關於培鈞與竹山的故事，他分享了在「天空的院子」的創業歷程，帶出了年輕人對於未來世代的夢想與想像，這一段小小的分享，作為上午活動的結尾，也為下個地點做了預告。

下一站，就是培鈞的夢想基地「天空的院子」，在整修之前，這裡是荒廢的古厝，在他的巧手規劃下，與友人重新翻修了這個古色古香的三合院，從屋頂瓦片、竹屋內裝保留到門環獅頭的風格選擇，處處可以見到他的用心，同時，也為了服務進駐的旅客，提供了特色餐點，也就是今日玩家手中的花布便當。

走進餐廳，大紅的花布便當一個個躺在桌上，彷彿像在招手、要大家快快拆開大快朵頤，玩家們雖然十分好奇，但仍不忘和難得一見的午餐拍照打卡、與朋友分享；除此之外，餐廳附近的景色也令人驚歎連連，翠綠的山頭一個接著一個，綿延不絕，玩家們飯後三五成群、映著好山水就聊開了呢！