【活動紀實】PanSci TALK：討海

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

首先恭喜大家度過七八月份的颱風與暑假（呃沒有暑假嗎）九月份開學，〈SciMu科學募資平台〉從八月底到現在增加了幾個案件，內容一個比一個熱血。這幾個案子從北到南、從純基礎科學研究（台灣光子源發聲Ｔ恤）到在地氣象服務（屋頂上的天氣先生），正好展現了科學各式各樣不同的面向。

開始介紹幾個熱血專案之前，還是要再次強調：〈SciMu科學募資平台〉依然徵求各式各樣專案，不學術也無所謂，非科普也沒關係，只要你心心念念想完成的工作內容夠科學，不管是科學研究計畫或是偏鄉科學營，或者任何我們還沒想像到的內容，都歡迎你來提案，讓群眾來支持你！

醫起嗡嗡嗡──「醫週譯小時」前進校園推廣

先從八月底開始的「醫起嗡嗡嗡」談起。

在這個百家爭鳴的年代，人人想要留下痕跡、表彰自己的貢獻；卻有一群人抱持著「正確的知識屬於公眾共享」的心情固守在電腦前，為中文世界的大家們翻譯中文維基醫療條目，每個周五，風雨無阻。維基百科的社群精神強調知識的共享與中立，卻對於表彰貢獻者相當低調。也就是說，我們可以看完通篇精心整理過的條目，卻絲毫不會對作者留下任何印象。

這個「醫周譯」計畫聚集了優秀的醫學人才、翻譯人才以及熱情的維基人，希望透過翻譯經專家審核的英文醫學條目，有效提升中文維基醫學條目，甚至夢想未來可以完成一個可靠的中文醫療資料庫。這項工作他們不求金錢回報，只希望能夠有更多的夥伴加入他們的行列；也因此，才帶出了這個「醫起嗡嗡嗡」的專案。

「醫周譯」的夥伴們希望透過「醫起嗡嗡嗡」這個專案，募集經費來進行校園推廣（染指學校），讓他們可以找到更多的夥伴，替中文的網路世界轉譯出更多可靠的醫學資訊。

雖然個人曾經很無禮地形容維基百科撰寫者的形象為「一群電腦宅宅」（而且居然沒有被揍XD），接觸這個專案之後， 我腦海裡他們的身影高大而神祕了起來。這群擁有醫療知識、英文翻譯能力、程式翻譯能力的熱血青年們，替我們翻譯可靠的維基百科醫療條目，認真找出可信的資訊分享給大眾。他們的形象，越來越接近以下這樣。

中文維基保健醫療 「醫周譯」小組，邀請你來「醫起嗡嗡嗡」！

屋頂上的天氣先生

下一位，是同時具備鄉土服務與熱血精神的〈銀星氣象研究站〉。獨自觀測天氣37年，並非科班出身，卻將一份從孩提時代的興趣硬生生打磨成一套專業的呂權恩。在早期資訊不發達的年代，提供天氣資訊給在地的研究需求；時到今日，在臉書社團每天發布彰化地區的及時雨訊。

孩提時代經歷兩個颱風帶來的興趣，直到今日卻成為在地居民仰賴的天氣資訊服務。最大的夢想，是哪一天能募到足夠的資金，蓋一座足以做為在地地標的民間氣象站。因此雖然「屋頂上的天氣先生http://bit.ly/1LkkASQ」成為〈SciMu科學募資〉平台第一個正式達標的案件，也請大家繼續支持。

且不談太認真勵志的內容，光是看到呂大哥這三十年氣象相關的收藏，編輯部就小小地沸騰了，驚呼內容包括「那個是手繪的天氣圖嗎」、「我出生那一年的資料！」、「兩個颱風！」

請期待近日將發布更詳細的報導。

支持世界最亮的台灣之光！──〈台灣光子源〉

位於新竹的〈台灣光子源〉在2014年12月底試俥完工，可以發出全世界最亮的光，這件事情有多重要呢？

對謝耳朵來說重要到列入室友合約（而且遠比情人節重要）的大型強子對撞機，其主持機構〈歐洲核子研究組織〉（European Organization for Nuclear Research）在2015年4月以封面故事的報導了〈台灣光子源〉。

以下這段影片如果在今年開拍，兩位科宅爭論的內容有機會換成：到底是誰可以來台灣參觀！

更多的介紹請見：台灣之光「台灣光子源」能幹嘛？

但是一個這麼絕對世界級的研究機構，對於大眾來說卻非常陌生，尤其是還取了一個非常嚴肅圖文不符的名字「國家同步輻射研究中心」。同步輻射中心在2015年5月底的經費爭議後，希望能聚集關心台灣基礎科學研究的人們繼續關心〈台灣光子源〉後續的進展，因此發起了「台灣光子源紀念Ｔ恤發聲」活動，所得盈餘將全部用做科普活動推廣。

〈同步輻射中心〉未來還打算邀請贊助者參觀世界最亮的「科學神燈」！

看完這麼多精彩的提案，是不是很令人振奮呢？
〈SciMu科學募資平台〉誠心邀請你，不只是贊助這些提案，也趕快來提出你的科學好點子吧！

【同場加映】別讓鰻魚成為只能在博物館見到的傳奇生物！人工繁殖鰻魚的第一步
未來的二十年內鰻魚的命運究竟會如何呢？需要你的關注！
「鰻魚飯拯救計畫」倒數計時中！

【同場加映】火箭大叔前瞻計畫
資助校園火箭隊，讓他們飛向太空！

彰化縣芳苑鄉位於台灣中西部，西臨台灣海峽，是濁水溪流經之部分沖積地。海域沿岸充滿著豐沛的潮間帶、紅樹林生態，是彰化縣第二大鄉村。芳苑村海岸潮退期間，在平疇闊野的潮間帶現身近千公頃的養殖牡蠣地，更是獨特而絕美的灰黑色風景。

芳苑村的蚵田美名響遍台灣，當地蚵農因應養蚵環境，甚至發展出全台唯一可見，以海牛下海採蚵載運的漁法。牛在芳苑這裡不下田，反而下海。在芳苑的海岸線，每日可見牛車來回於海中蚵田，牛車一來一往，慢行於泥中海岸，更讓芳苑海岸更添傳統純樸的漁村風光。

• 漁法起源時間不詳 ｜ 彰化芳苑
• 4月至9月
• 蚵

漁人的記憶：李福相––下輩子不想再討海。

號號稱「全台最大媽祖廟」的彰化縣芳苑鄉普天宮前，常有一台台的牛車緩緩經過。然而，牠們前進的方向，不是陸地的農田，而是海邊的蚵田。可別小看這些牛，牠們除了在農村耕作，同時也下海協助蚵農養殖牡蠣。此種半農半蚵「海牛耕蚵田」的漁村生活方式，全台灣只有在芳苑才看得到，目前有二十餘頭海牛，八十四歲的李福相飼養的黃牛「小白」，就是其中之一。

李福相生肖屬猴，猴子的生活空間在山林，但他一輩子除了在陸地上種植作物，還要在海上討生活、海邊種蚵田，雖然年輕時曾有機會到台北大城市發展，可以不必再過這麼辛苦、冒風險的生活，但他終究還是選擇留在家鄉，半農半漁，成就了他的一生。

回頭看過去走過的路，如果有下輩子，李福相還會過著耕作、討海、插蚵（台語，意指養蚵田）的活嗎？他說，「如果還要投胎，大家一定都想出生在有錢人的家庭，只有傻瓜，才會選擇這樣的生活，那是出世來過苦日子的。」

工作都做大份的，家族責任一肩挑

時間回到一九三二年，那是民國二十一年，對出生在彰化芳苑的李福相來說，是昭和七年，當時，台灣還在日治時期。李福相讀了三年日本書，因為家裡經濟條件不好，沒辦法再供他讀書，十一、二歲時，開始分擔家計。一開始，負責餵牛，到了十五、六歲，身體比較壯了，工作換成擔蚵仔，幫著父親照顧養殖的蚵田。十七歲那年，學會如何駕駛牛車，那時的牛車是四個輪子，車身比現在使用 的兩輪牛車還長，可以載更多、更重的物品。十八歲成年後，就經常獨自櫓著竹筏到離岸好幾公里的外海釣魚，靠著一對櫓、一枝篙，幫家裡多賺點生活費。

那個年代，幾乎每一對夫妻都生很多孩子，李福相的父母生了五男四女。李福相是男孩中第二個出世的，然而，哥哥患有羊癲瘋，李福相便主動擔起了長子的重任，而這也是李福相在二十七歲結婚後，放棄隨太太娘家到台北發展的原因。

李福相的牽手洪耍阿嬤比他小六歲，今年七十八歲，她回憶當年嫁給李福相，他一心想著要拉拔三個弟弟讀書、讓一個妹妹順利出嫁；那時她的家人們搬到台北，在中正區的龍口市場，備了一個賣菜的攤位，希望她和李福相能夠一起北上。李福相只 說：「家裡怎麼辦？這可是沒天良啊！」洪耍說，李福相個頭不高，但是「工作都做大份的（台語）。」她心裡雖然不捨，卻告訴自己「嫁雞隨雞」。一大家子人生活的艱辛沒有斷過，還好同住的弟弟妹妹們都齊心協力。「呷好，大家作陣呷好；呷歹，大家作陣呷歹。」大家賺來的錢一律交給由公婆作主，底下各房輪流煮食，也就一天天地過來了。

究竟日子有多苦呢？李福相說：「那時候，全家人要吃上一斗米，沒有那麼簡單。」有一次他到王功外海釣魚，結果漿斷掉，風又大，花了好大的力氣才回航；父親連感冒時也無法在家好好休息，必須抱病出海。當年還沒有風浪級數的氣象預報，凌晨二、三點要起床看風向，如果吹東風，浪就平，吹北風，浪就大。

當討海人的太太，可說是「心事誰人知」，丈夫一出海，就要祈禱不要碰到什麼不好的事情。洪耍說，有一次真把她嚇死了，李福相出海沒有回來，她揹著還在襁褓中的兒子，急著到處找人，後來有一個騎鐵馬的人來到家裡，說李福相浮在海上，被隔壁村的船撿上岸了，還有一口氣在，要她別慌，趕緊去把他帶回家。

民國五十一年，船邁入機械化，李福相也曾擔任海腳（台語，即船員），捕過旗魚，一直到民國六十幾年，芳苑外海泥沙淤積愈來愈嚴重，導致海溝愈來愈淺，船的吃水深度不夠，只要浪一大，船很容易直接撞擊到海溝而受損，甚至船身裂開，當時船的材質仍是檜木，而不是現代用的塑鋼，李福相只好放棄捕魚，轉以種蚵為主。至於那幾年出海賺來存下的錢，就買了屋後方的地來耕作，種植稻子、 花生，開始了半農半蚵的生活。

「哪有那麼好命」的半農半蚵生活

芳苑的蚵農並不是一開始就讓牛下海，李福相還記得當年父親捨不得讓牛運蚵，都是用人力挑，來回蚵田三、四次所擔的重量，比用牛運送的還要多。在挑運的重量中，比如好不容易擔了一百台斤，卻只有十台斤是真正能賣錢的蚵肉。

正由於蚵得來不易，雖是種蚵人，卻捨不得吃蚵。李福相說：「哪有那麼好命。」只有在感冒沒有食慾時，才會煮蚵仔湯補身體，平常吃食以蕃薯籤混入米飯，如果吃不飽，再混入給豬吃的草。有一年颱風來襲，浪大到把蚵枝從泥裡翻出來不打緊，蚵枝還反轉一百八十度插回泥中，損失慘重，那年就 是個「歹年冬」。

為了抓緊退潮的時間下蚵田，李福相經常半夜起床觀察潮水，有時凌晨一點多出門做事，到早上十點多才回到家。那時沒有路燈，都是在黑夜中摸著路 旁的竹子找路；早上忙完蚵田，緊接著就到農田裡繼續勞作，問他「不需要午睡？」李福相還是那一句：「哪有那麼好命。」在蚵收成的季節，更是忙得不可開交，不僅天亮要採收，半夜也在採收，那麼大的蚵田，可是用了一萬斤以上的竹子插出來的蚵枝。

「做這行很辛苦，插蚵要認真，不然蚵仔會死掉。」李福相認真種蚵，每次收成回來十一簍左右的量，開蚵的工作洪耍一個人做不來，請人幫忙，一斤的工錢是十元，蚵仔一斤可以賣二十五元，為了省工錢，洪耍可說是卯起全勁，一天可以開出七十台斤的蚵。在那個沒有冰箱的年代，蚵收成後，冬天可以放三天，夏天的話一天就臭掉了，有時候洪耍凌晨一點鐘就起床開蚵，認真工作的程度與李福相可說是不相上下。

為了栽培子孩子，夫妻倆終年無休，努力工作。洪耍說：「我們有四個兒子、一個女兒，我自己沒有讀書，知道不識字的痛苦，只要孩子們有興趣讀，再怎麼辛苦，我們兩個都會想辦法讓他們讀。」有時家用很緊，然而夫妻倆這輩子，從來沒有向別人開口借過一塊錢。

去年，李福相有感於年紀大了，決定退休，帶著小白轉型，與彰化縣海牛鄉土文化推廣協會合作，載運觀光客至潮間帶從事蚵田體驗活動，而農地也改種玉米。在熱鬧的體驗活動中，李福相總是主動參與服務遊客的每個過程，害羞的他，除非你主動出聲，他才會跟你說上幾句話，但是只要你的要求合情合理合法，他會盡力做到最好，甚至超出你的預期。

盡本分，但不張揚。做到最好，但不邀功。李福相的個頭雖小，芳苑的夕陽下，他和小白的身影，卻充滿著男子漢的力量。

本文摘自泛科學2015八月選書《討海魂：13種即將消失的捕魚技法，找尋人海共存之道》，行人出版。