國外彩色路跑沒有火災，是因為他們的玉米粉裡面有加料？

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

破解疑慮：小蘇打其實很安全？

很多人對頭一次聽到的事會有點疑慮，用蘇打洗碗是其中之一。不少人都知道蘇打可以用來洗衣服，但對於拿它來洗碗的提議，則會抱持懷疑，真的沒問題嗎？甚至有的人會感到害怕。只要願意學習蘇打是從哪裡來、有什麼性質、會產生什麼反應，就會了解根本沒什麼好擔憂的。

小蘇打若在高溫下分解會形成蘇打—

2NaHCO3→Na2CO3＋CO2＋H2O

想必各位已經知道小蘇打（baking soda）可以用來烤麵包，也就是可食用的物質對吧？baking　是「烤」的意思，「烤」麵包時使用，所以稱為「baking」soda。鬆餅粉內也含有小蘇打粉，那麼在煎鬆餅時，會產生什麼呢？沒錯，會產生蘇打，同時也會產生二氧化碳氣體，所以在煎的時候，鬆餅上會冒出許多洞洞。

這裡有兩個需要提出的重點：

1. 量少：煎鬆餅所產生的蘇打量很少，所以我們吃了不會有問題。蘇打進到胃裡後，會和胃液中的鹽酸反應，形成食鹽和二氧化碳（CO2）。
2. 酸鹼中和：鬆餅粉中還添加有酸性物質。此酸性物質會和蘇打行中和反應，所以鬆餅不會有鹼性物質特有的澀味。

煎鬆餅時，小蘇打先變成蘇打後，這些蘇打又因為中和反應變成水和鹽類。

看了上面的說明，大家可別太放心地以為直接拿湯匙舀一勺蘇打來吃也可以，如果大量攝取，還是會有危險（一口氣吃下 200g 左右的話。正常來說不太可能發生）。這裡主要是想跟各位說，沒必要對使用蘇打洗碗大驚小怪，少量的利用並不致危害人體健康。

小蘇打如何徹底清潔碗盤與排水口？

下面再為大家進一步釋疑：

• 洗碗機用洗劑的主要成分之一是蘇打。在洗碗機可以用，洗碗時卻不敢用，這太沒道理了。

• 蘇打非常易溶於水。所以洗碗後只要將碗盤用水沖洗，就能夠完全洗乾淨。如果還是覺得怕怕的，就用稀釋過的食醋或檸檬酸溶液擦拭即可。中和反應會將蘇打變成鹽類。

• 蘇打是由（食用沒問題的）小蘇打製成的物質，所以至少是從可以吃的物質而來的。

• 蘇打會和環境中的二氧化碳反應並變成小蘇打。各位的血液中充滿了構成小蘇打的成分 Na+ 離子和 HCO3－ 離子，所以沒必要太害怕小蘇打，以及由小蘇打製成的蘇打，是吧？

希望現在各位已經不再那麼害怕蘇打了。要是依然覺得「啊啊啊！好可怕」的話也沒辦法，就只能這樣了，畢竟還有些人相信開著電風扇睡覺會死掉呢。會怕的人就請別吃鬆餅了，那可是有可能殘留可怕蘇打的食物啊。

用蘇打洗過碗盤的人應該有所體會：「碗盤上面的油分一下子就消失了，我怎麼這麼厲害，能把碗盤洗得亮晶晶？」「沒怎麼用洗碗精就能洗得這麼乾淨？！真神奇。」不用大量洗碗精，而且省水，對環境保護有很大的幫助。除此之外，用蘇打洗碗還有其他隱藏的優點。

省水又環保：用小蘇打洗碗的隱藏優勢

蛋白質在強鹼溶液中會分解成小塊的胜肽碎片，進一步再分解成胺基酸，所以市面販售的排水口清潔劑都是強鹼溶液，可以溶解頭髮的蛋白質。

廚房水槽的排水口難免會有油垢和食物殘渣堆積。各位已經知道蘇打會將油垢的一部分變成肥皂了，對吧？食物中也含有蛋白質，這些蛋白質在蘇打的作用下也會溶於水（蘇打雖然是比較強的鹼，但在用水將碗盤沖洗乾淨的過程會被稀釋許多。因為量不多，所以從排水口排出時不會影響到下水道的酸度），因此用蘇打洗碗的話，油分子團和蛋白質分子團無法互相聚合，排水口必定會變乾淨。

前面已說過，在廚房水槽排水口撒少許過碳酸鈉很有效。過碳酸鈉溶於水後會變成蘇打，並能形成過氧化氫。過氧化氫是細菌殺手，本來脂肪和蛋白質就因為蘇打而無法留在排水口了，再加上過氧化氫，這對細菌來說是地獄無誤，就像是已經沒東西可吃，在飢腸轆轆下，還有死神虎視眈眈地等著殺死細菌。用蘇打洗碗並用過碳酸鈉清潔管理廚房水槽的排水口，這絕對是乾淨無味家園的基本配套。

※「人人都應該成為懶惰的化學家！」這是自詡為懶人之王的高麗大學化學系教授李光烈的人生格言，他認為人類的壽命有限、時間已經很短暫了，為什麼要花費時間對抗油膩膩的碗盤、居家害蟲和任何費力的家務事呢？因此他想跟大家推廣「化學式生活」，透過化學縮短打掃、洗碗的時間。不想太勤勞、想成為懶人又想維持整潔的人有福了！《寫給懶人的神奇化學書》是專門為難以從忙碌的日常中擠出時間給自己的人所寫的書，請省下平白丟失的時間，並將它們轉變為人生中更美麗和寶貴的瞬間吧。

——本文摘自《寫給懶人的神奇化學書 ：既長知識又省時省力的生活祕笈》，2024 年 12 月，如何出版，未經同意請勿轉載。

善用工具烹飪的原始人

既然黑猩猩會用石頭打碎、敲爛食物，當然不難想像遠古人類也會做同樣的事，而且可能還做得更頻繁、更有效率。

我們知道遠古人類會拿石頭當作錘子敲擊另一塊石頭，敲出銳利的石頭碎片、還有除去碎片之後剩下來的核心部位。石頭的核心可經進一步修飾，做成一種稱為｢手斧」﹙hand axe﹚的工具﹙但這種工具的實際用途至今仍爭論不休﹚。遠古人類有可能利用銳利的石頭碎片切割食物、並用比較鈍的石頭和石頭底部敲爛食物。把肉切成小塊，特別是鳥類和哺乳類的肉，使其較易消化。

遠古人類切肉的行為，本質上也許就是把石製工具當作比牙齒更有力、更尖銳、且更易替換的替代品。最初的遠古人類出現的時候﹙距今約一百九十萬年前﹚，他們已經累積了長達一百四十萬年使用工具的歷史。

歷經這段漫長歲月，遠古人類可能已經將切割技術掌握得得心應手，也可能像多數的狩獵採集者和某些黑猩猩族群一樣，學會了捶打食物。跟切割一樣，捶打的動作不僅能去除食物的外殼、還能幫助研磨食物，釋出細胞中更多的營養和熱量供人利用。用來捶打食物的石頭，再次成了牙齒的化身。

除了切割捶打食物之外，最初的遠古人類可能也已經會發酵食物。發酵跟切割捶打是相似的原理，也能讓食物變得更好咀嚼、更易消化。發酵能將熱量變得更易吸收，而且如果處理得當，還具有殺死潛在病原菌的額外好處。不只如此，在疆肉類和植物根莖類發酵的過程中，還能增添原本食材沒有的營養素。

有些細菌能製造維生素B12，有些細菌能吸取空氣中的氮氣、並將其轉化為胺基酸。可惜的是，考古紀錄並沒有辦法證實遠古人類是否曾經利用發酵技術處理食物。在西北大學﹙Northwestern  University﹚任教的靈長類學家凱蒂．亞瑪托﹙Katie Amato﹚， 不久前舉出有力的證據，主張最初的人類物種可能已經會發酵食物，但是事實上是否真的如此，至今還是未知數。

再接下來，就是已知用火的威力了。

人類用火煮食的理由？

靈長類學家理查．蘭翰姆﹙Richard Wrangham﹚在他的著作《生火： 烹飪如何造就人》﹙Catching Fire : How Cooking Made US Human﹚中主張，生火煮食的行為是早期遠古人類的演化歷程中獨特、關鍵的特徵。

蘭翰姆推測，人類祖先是因為食用熟食，才得以獲得足夠熱量、演化出更大的腦部。如果煮食要能成為影響早期人類演化的關鍵驅動力，最晚必須要在一百九十萬年前就已經發展出來才行。但是目前我們比較確知的、人類最早開始控制火源煮食的證據，發現的年代都還要晚很多。

平心而論，就連人類在早於一百九十萬年前開始進行發酵、採集蜂蜜、更常切割捶打肉類或根莖類、或更常食用海產等等行為的證據，至今也都還沒有發現。

但是不論蘭翰姆這個爭議十足、關於人類用火的重大猜想是否正確，其中蘊含了另一項假說，是我們認為爭議小很多的。這個假說無關乎用火是否左右了人類祖先的演化，而是關乎人類祖先最初發明新飲食方法的動機。這個假說不只與用火有關，還牽涉到切割、磨碎以及發酵食物等種種行為。

蘭翰姆在他的書中不時提到：他認為人類祖先開始用火的動機，是因為熟食比較好吃——起碼比生食好吃。沒錯，用火煮食讓人們更易取得食物中的熱量，甚至可能讓人們有更多空閒時間做其他事情，像是發明語言、用石頭製作工具等等。但人們並不是為了計畫要做這些事情才開始用火的。很少有動物是基於長期的利益而選擇進行某一行為， 現代人類也不例外。

蘭翰姆主張：人類祖先開始煮東西吃的理由無他，單純是因為煮過的食物比生食更好吃。讓我們好好思量一下蘭翰姆這項主張所代表的意義。火帶給我們溫暖、指引我們方向；火受人們馴服並幫我們加熱爐子裡的食物；火最終帶來了內燃機、現代城市、現代戰爭、網際網路等等無數技術革新。但人們最初開始用火，就只是為了讓食物更好吃。

我們來給蘭翰姆的這項假說取個名字吧，這樣比較好記：不如就稱為｢尋味者假說」好了。不論用火技術最早是在何時開始，我們都可以利用尋味者假說來說明用火的功能。不管蘭翰姆所另外提出的、關於用火對早期人類演化的重要性的假說正不正確，尋味者假說都有可能成立。

這個假說單純認為：人類開始用火最初、最主要的動機，是因為用火煮過的食物比沒煮過的食物風味更豐富、吃起來更享受。這個假說不只適用於火而已。尋味者假說可以套用在黑猩猩的飲食傳統和料理方法上：黑猩猩製作並使用工具，是為了追求更豐富的風味，而牠們使用哪些工具，一部分與環境有關、一部分與傳統有關。

尋味者假說或許也可以解釋為何人類祖先開始利用其他技術處理食物， 不管那些技術源自哪個年代。但是尋味者假說有一個重大前提：它預設人類祖先運用新工具和新技術所獲得的食物，實際上真的比原本的食物好吃。幸好，大部分的證據都顯示確實如此。

——本文摘自《舌尖上的演化》，2022 年 12 月，商周出版出版，未經同意請勿轉載。

某天晚上看到這篇文章（為避免增加點閱率採取截圖 -> 為什麼要這麼做呢?）：

當時就覺得有點妙，畢竟從事情發生以後相關的謠言就沒有斷過，不過這位作者顯然有稍微認真一點，還跑去看國外公司的網頁，找到了有關玉米粉的說明。可惜他雖然看了，卻沒看懂。

文中提到對方公司的資料中說，玉米粉有「Sodium、 Potassium 和 Carbonhydrate 這些成分，以我個人有限的防火專業知識研判，他們玉米澱粉裏含有小蘇打和明礬。非常確定是刻意做了防火專業加工處理。幾乎是滅火劑等級了」。

看完還真的是不知道要說什麼啊，依照這篇文章的邏輯：原來sodium就是小蘇打，potassium就是明礬。那如果sodium就是小蘇打，sodium chloride（氯化鈉，食鹽）一定也會是小蘇打囉？但其實玉米粉的成分裡面本來就有sodium（鈉）跟potassium（鉀），誰說鈉跟鉀就是小蘇打跟明礬了？

玉米粉的成分。截圖取自臉書。

小蘇打是 sodium bicarbonate 或者稱為 sodium hydrogen carbonate，碳酸氫鈉（NaHCO₃）。明礬是 potassium alum，十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO₄)₂）。看到sodium就認為是小蘇打，potassium就認為是明礬，作者顯然連基本的化學知識都沒有，英文到底看不看得懂都很有疑問。

回到成分問題。小蘇打與明礬真的能加在玉米粉裡面嗎？我們來看一下它們的MSDS（物質安全資料表）：

在小蘇打的MSDS裡面提到，『Slightly hazardous in case of skin contact (irritant), of eye contact (irritant), of ingestion, of inhalation』就是對皮膚、眼睛與消化道有刺激性，底下還提到如果接觸到眼睛要趕快去沖水。

而明礬的MSDS則說：『Hazardous in case of skin contact (irritant), of eye contact (irritant), of ingestion, of inhalation』，接觸到眼睛、皮膚與消化道都會有刺激性。而且明礬是說「hazardous」，不是像小蘇打說的「slightly hazardous」喔！所以刺激會比小蘇打強得多。

所以，如果真的把這兩樣東西加在玉米粉裡面，接觸到的人應該會很不舒服吧！這樣路跑怎麼可能辦得起來呢？

至於為什麼臺灣灑粉會引發火災？網路上很多人都說過了，我想也不少我一個。簡單來說，玉米粉本來就是易燃物，現場不禁菸，又灑那麼多，不燒起來只能說命大。國外不會燒起來，簡單說，他們對「火」這件事是非常敏感的，二十幾年前我在國外，他們用玉米澱粉做出稱為Cornstarch packing peanut的東西（見下圖），用來放在貨運的箱子裡吸震、保護貨品，我們收到貨品的時候上面還特別標了「packing material is flammable」（包裝物品可燃）的標示。

路跑一定禁菸，至於派對等大型活動，就我的了解幾乎都是禁菸的，而以國外對「火」的敏感度，應該不會允許這類的物品在火源、熱源附近施放與放置。

取自StarchTech Inc.

網友補充：在國外公司的影片下面有加註安全警語。

「《安全警語》：在自然狀態下，彩色粉末（成分為99％的玉米澱粉）是不會燒起來的。然而，當由以高速度和密度的任何加壓罐中射出，再與人工熱源，如閃光燈或照相打光用的燈、舞台燈、煙火或明火等發生接觸，燃燒就可能發生。在與上述相同的狀況下，包括像奶粉、糖和白麵粉等許多家用品也會燒起來。因為它在印度已使用了幾千年，近年在西方世界的數千彩色路跑和慶祝活動都使用過，要安全的使用本產品的關鍵是：

1. 露天
2. 大部分用手扔
3. 密度低，無顆粒，不加壓或以過高的速度投擲
4. 與人工的熱源區隔開來

如此就能有玩得開心、快樂、安全的活動！」

英文原文：『Safety Message: In its natural state (99 per cent corn starch) color powder is safe from ignition. However, when particulated by being shot at high velocity and density out of any pressurized canister and then intersecting unnaturally hot elements, like camera lights, stage lights, fireworks or open flame, a combustible situation can occur. The same as above can be said of many household staples, like milk powder, sugar and white flour. The key is to use the product safely as it is intended, and has been used for thousands of years in India, as well as for thousands of color runs and celebrations in the west. 1) open air 2) manually tossed for the most part 3) low density, no particulates, pressurization or excessive velocity 4) separate from any unnatural heat not created by the climate.* Have fun, happy, and safe events!』

原刊轉載自作者部落格。

參考文獻：

• 05/21/2013. Material Safety Data Sheet Sodium bicarbonate MSDS. ScienceLab.com.
• 05/21/2013. Material Safety Data Sheet Aluminum potassium sulfate MSDS. ScienceLab.com.
• Color Run Powder for Sale. Holi Festival of Colors.