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蓄光纖維螢光衣 穿上就「放閃」

創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
・2015/04/10 ・1281字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 546 ・八年級
相關標籤: 蓄光紡織 (1)

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會吸收光能,在黑暗中發出幽幽螢光的蓄光纖維。
會吸收光能,在黑暗中發出幽幽螢光的蓄光纖維。

文/劉珈均

大家是否看過黑光劇?演員穿著加入螢光劑的衣服,在舞台螢光燈(Black Light)的映照下,在黑暗中散發螢光。除了螢光劑,其實已有可以儲存光能量的化學纖維,工研院材料與化工研究所研發出蓄光纖維,只要照光十幾二十分鐘,便能在黑暗處發光,六小時後仍人眼可見。

機能性纖維研究室副研究員林榮呈說,早期研究所偏向研發「單組份」纖維材料應用,也就是只以單一材料為原料,藉著將纖維截面設計成不同形狀,便能形成不同機能,例如三角或四角面光澤、吸濕排汗,在纖維中加入二氧化鈦粉末以消光、防止透視或抗紫外線;產業在時代背景的洪流下被牽動,林榮呈說,因為煉油工業興起,從石油中提煉塑化原料,化學纖維開始發展,現在朝向「雙組份」纖維材料,由單一或兩種化纖纏繞編織,和有兩種材料也會依目的機能需求加入粉末。

機能性纖維研究室副研究員林榮呈。
機能性纖維研究室副研究員林榮呈。

蓄光纖維就是一種融入夜光粉的雙組份纖維。只要照光十幾二十分鐘,便能在黑暗處發出螢光,六小時後仍人眼可見(依據德國標準,可看出螢光的亮度為0.32流明)。

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「蓄光纖維的原理其實就是類微粒夜明珠纖維。」蓄光纖維可以蓄光、發光是因為含有稀土元素「鍶」,古人發現稀土元素的礦藏,將之磨成圓球就是夜明珠,因為以前不多見,就成了稀世珍寶。

在化纖中加入夜光粉並不容易,蓄光纖維的誕生需要三方面完美配合,稀土元素的夜光粉必須與塑膠化纖高分子相容;對設備而言,夜光粉是外加於纖維的「雜質」。融融狀的塑膠原料經過機器的「模頭」、經冷卻變成絲線,需要三方面完美配合搭配好。

蓄光纖維製成的夜間活動樣品。
蓄光纖維製成的夜間活動樣品。
各類研發纖維及纖維強伸度測試儀。
各類研發纖維及纖維強伸度測試儀。

林榮呈說,為了研究出夜光粉與化纖配方,過程經歷不計其數的實驗:「1加1可能可以,可能不行,1加2可能不行,測試到1加2也可以之後,1加2加3又不一定。」十幾年前還在研發階段時,團隊大致分為配方小組與機器小組,有時候實驗成果未達預期,雙方就會開玩笑「互控」對方機器沒調好、配方與改質沒混好,「互相漏氣」完再繼續作實驗。

蓄光纖維的技術其實十幾年前就開發完成了,只是當時成本相當高,近年稀土元素的原料來源擴大,成本降低,出現了機會讓蓄光纖維的應用更普及,「早期蓄光纖維多用在潛水衣,潛水員到水下後可以被看見,比較安全。」材化所現在將蓄光纖維作成運動褲、手套、袖套等衣物,穿戴於人體活動時,肢體擺動較明顯的地方,「像現在流行夜晚路跑或破曉前健行,就可以穿這蓄光纖維紡織品。」對其他有標誌與安全需求的場域如防偽、醫護救援、交通等也很實用。

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開發蓄光纖維的材化所團隊。
開發蓄光纖維的材化所團隊。

更多資訊請參考解密科技寶藏

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文章難易度
創新科技專案 X 解密科技寶藏_96
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由 19 個國家級產業科技研發機構,聯手發表「創新科技專案」超過 80 項研發成果。手法結合狂想與探索,包括高度感官互動的主題式「奇想樂園」區,以及分享科技新知與願景的「解密寶藏」區。驚奇、專業與創新,激發您對未來的想像與憧憬!

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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