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西番蓮傳色情簡訊給你——《人類時代》

時報出版_96
・2015/10/20 ・2601字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 445 ・四年級

西番蓮屬,百香果Passiflora edulis是本屬最有名的成員。 source:Pablo Gonzalez
西番蓮屬,百香果Passiflora edulis是本屬最有名的成員。
source:Pablo Gonzalez

生命有許多種形式,智慧亦然──植物或許沒有腦袋,但它們卻可能聰明絕頂,擅於操弄,而且凶殘惡毒。因此植物已經會傳簡訊求救,其實這是遲早的事,拜新的數位裝置之賜,一株枯乾的蔓綠絨,或者營養不良的朱槿,或者照顧不周的吊竹梅,都可以傳簡訊或者在網路上推特給它的主人。

人類喜歡受到重視,因此或許只要一株秋海棠感到「快樂」──這是園丁喜歡的說法,意味著它健康而且受到良好的照顧,也可以傳個簡單的「謝謝你」簡訊。想像你留在家裡孤零零的波士頓蕨用botanicalls 撥電話給你的情景。不過為什麼會求救的只限盆栽?另一家公司也找出方法,讓農作物可以一齊發簡訊,讓農夫知道他的努力是否會有大豐收。置放在土壤裡的感應器會感應濕度,然後把主人事先預錄的訊息發送出去。一叢香蕉發出劈啪聲,不知道聽起來是什麼樣?

Botanicalls. source:Josh DiMauro
Botanicalls.
source:Josh DiMauro

植物傳簡訊給人類或許是新鮮事,但心懷不滿的植物早就會互相閒聊。榆樹遭昆蟲嚙咬時,會分泌化學物質,相當於廣播「我受傷了!接下來可能輪到你們!」警告同一叢樹林中的其他植物趕快製造毒藥備用。植物是世界級的化學家,堪稱穿著綠衣的盧克雷齊亞.波吉亞(Lucrezia Borgia)1。如果是人毒殺別人,我們斥之為邪惡,而且下毒是預謀犯罪,不能以「自衛」為藉口。可是植物卻天天都分泌最惡毒的毒液,我們卻徹底地原諒它們。它們或許欠缺心智,甚至沒有腦袋,但它們對傷害卻有反應,也會奮鬥求生,刻意行動,奴役人類(透過如咖啡、香菸、鴉片),並且彼此之間還會不停地饒舌。

草莓、蕨類、苜蓿、蘆葦、竹子、羊角芹,以及其他許多植物都有它們自己的社交網路──一叢各自生長的植物由細緻的長毯(其實是橫向的莖)連結。要是有毛蟲咬了白苜蓿的葉子,它的訊息就傳遍整個群體,大家一起增加化武。如果壓迫一株胡桃樹,它就會醞釀它自己腐蝕性的阿斯匹靈,並且還會通知親戚全都這麼做。專欄作家莫莉.艾文斯(Molly Ivins)談起一位上了年紀的德州國會議員時,十分俏皮地說 :「要是他的智商再降得更低,我們就得一天為他澆兩次水」, 她顯然低估了植物的智慧。植物可不會溫文爾雅,有的可能很凶殘、愛耍手段、喜歡誘惑、工於心計、心腸惡毒、不擇手段、老於世故,而且徹頭徹尾地野蠻。

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由於植物無法追求配偶,因此會大費周章,運用各種歌舞綜藝,哄騙動物為它們求偶。比如有些蘭花會偽裝為雌蜂的性器官,好像雄蜂試圖和它們交配,結果穿上了花粉的長褲。它們無法逃離危險,因此發明形形色色的毒藥,足以填滿整本藥典,另外它們還有一些簡單的武器:比如會使人喪命的番木鱉鹼和阿托平;會造成恐怖水泡的毒漆藤和毒葛;和像冬青和薊這種揮舞著如小刀般的刺人凶犯。黑莓和玫瑰會運用彎刺的皮帶,蕁麻的每一根毫毛都藏有一小管裝滿甲酸或組織胺的針管,讓我們發癢或奔逃。

萬一你在教西番蓮發送簡訊給你的過程中,受到誘惑,產生擁抱它的欲望──可千萬要忍住。西番蓮在細胞壁遭昆蟲咬破,或者被人類觸摸時,會釋出氰化物。當然,因為大自然的攻防常常是武器競賽,因此專咬葉子的毛毛蟲也演化到對氰化物免疫的程度。人常因誤食西番蓮、水仙、紫杉、番红花、附子(monkshood)、杜鵑、風信子、白鶴芋、毛地黃、夾竹桃、常春藤之類植物而死。一六九二年發生在麻州賽倫(Salem)的女巫審判案,有一種還待證實的說法,那就是整個案子的起源是在於前一個冬天太潮濕,裸麥作物感染了麥角鹼,這是一種類似LSD的迷幻劑,或許在把裸麥磨成粉的過程中,人們不小心吸進體內,結果使幾個女孩出現好像著魔的症狀,引發舉報女巫的一連串不幸事件。

source:Swallowtail Garden Seeds
source:Swallowtail Garden Seeds

置身人類世的我們對散漫無紀的植物總是猶豫不決,就像我們對野生動物一樣,不知該如何面對它們才好。我們希望它們環繞在我們周遭,卻又不要它們毫無節制,四處徜徉。我們把心愛的植物放在室內或室外,要它們遵守規矩,不要肆無忌憚。野草教我們心驚,但正如巴黎植物學家派崔克.布朗 (Patrick Blanc)所指出的,「正是這種植物界的自由最教我們著迷。」 雖然植物也許老謀深算而十分危險,卻出現在我們生活中的每一

層面,由求偶到葬儀都不可免。它們以辛辣的氣味、炫目的造型填滿我們的房室,用抗拒地心引力的空中芭蕾及彎曲身姿綻開花瓣,攀向太陽。不妨把它們想成原始的太陽馬戲團。許多非洲菫都讓害羞的人(shrinking violet,指害羞內向的人,借violet 非洲菫作文字遊戲)得到他們迫切需要的跨界友誼。

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由於它們的確要求照顧,而我們又確實喜歡我們的社交網路,因此我猜簡訊風會襲捲植物界,發給我們一堆彬彬有禮的謝詞,或者粗魯無文的抱怨 。接下來會是什麼?紫藤每一次被蜂鳥探看時,就發一則色情簡訊?還是一壇百日菊在結實之際,就對網路上的跟隨者大呼小叫?

當然一些調皮的文字大師也會想出生氣蓬勃的簡訊,讓植物傳送,發出過度奉承或者諷刺嘲弄的電報。或許半帶阿諛:「你這了不起的女孩!謝謝你的溫柔呵護。」或者想想當你在和別人晚餐約會之時,突然接到滿腹牢騷的聖誕紅傳來簡訊說:「有像你這樣的複葉,誰還需要秋牡丹(海葵)?!」2

  • 註1:波吉亞家族中的要角,羅馬教宗亞歷山大六世的私生女,常被描繪為蛇蝎美人。
  • 註2:原文是「有像你這樣的朋友,誰還需要敵人」(With friends like you, who needs enemies),這是用friends 和fronds 以及enemies 和anemones 作文字遊戲。

getImage (6)本文摘自泛科學2015年10月選書《人類時代:我們所塑造的世界》,時報出版。

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本書搭配好活動《PanSci TALK:生而為人》,邀請到泛科學專欄作家寒波來分享「猴子有好幾種,為什麼人只有一種?」討論關於人類演化的故事;下半場則由〈故事〉專欄作家馬雅人分享「雨林世界:自然環境與馬雅文明」。

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時報出版_96
174 篇文章 ・ 38 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

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不是不會髒,而是更難沾:耐污馬桶的表面科學
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/09/22 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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。

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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。
關鍵不是沖水,而是「這些污垢如何抓住表面」

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。

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材料科學的核心:想辦法讓污垢「抓不住」

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)」:

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  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。

阻止細菌、生物膜找不到「落腳點」

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。

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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。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶

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。

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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

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

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魚有沒有鼻孔?晚餐桌上聊科普(系列4)
小牛頓電子書_96
・2012/12/11 ・1174字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 437 ・四年級

撰稿/資料來源:小牛頓編輯部

聊著聊著也堂堂邁入第四篇了,民以食為天,或許這也是為什麼晚餐桌上總有聊不完的科普知識,甚至還有許多我們習以為常,卻常常說不出個所以然的小常識,就像魚到底有沒有鼻孔呢?您知道魚的鼻孔能做什麼呢?

小酪梨,大學問

前幾天辦公室來了一批酪梨,大家滿心期待著這個神奇的食物,沒想到才進了冰箱一天,隔天拿出來竟然開始腐壞了,難道酪梨不能進冰箱嗎?

酪梨是一種採下來才開始熟成的水果,剛採下來的時候是綠色,很快地會開始變黑,但是變黑並不代表熟透,有些品種甚至不變色,而因品種不同又有5~7天的熟成時間,但熟成的酪梨不宜久放,那到底該怎麼分辨呢?

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酪梨在成熟時,果實會劇烈的「呼吸」,排出水氣,同時蒂頭和果皮間會產生小小的「空隙」,就可以作為判斷成熟的指標了。(圖片左邊是未熟的,右邊是較成熟的,紅色箭頭處可以看到「空隙」。)

這種後熟的原因,最主要是由於「植物乙稀」的作用,將果肉中的細胞壁破壞,進而使油脂等養份釋出,果肉就變的好吃了。酪梨可生吃可打成果汁,但如果萬一遇到不熟的果肉呢?也別緊張,只要經過加熱的調理過程,一樣可以吃到美味的酪梨了!

 魚有沒有鼻孔?

魚是用腮呼吸的啊〜要鼻孔幹麻?

No~no~no〜

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吃魚時仔細看,很多魚是有鼻孔的。大部分的魚甚至有兩對鼻孔呢!

人的鼻孔除了呼吸外,還有嗅覺功能。而魚的呼吸由腮負責,鼻孔負責的就是嗅覺囉!許多種類的魚具有兩對鼻孔,包括一對前鼻孔和一對後鼻孔,水會從前鼻孔流入,再由後鼻孔流出,前後鼻孔中間的通道有嗅覺細胞,能靠進出的水「聞」出水裡的味道。只有一對鼻孔的魚類,就用同一對鼻孔吸水和排水。

今天晚餐裡有魚嗎?仔細看看牠有幾對鼻孔吧!

吃籽不吃肉的百香果?

百香果樹在夏天開花,兩個月後約在初秋時開始陸續結果。很多人說:「吃水果得吃現摘的才夠新鮮!」不過果農說,百香果成熟後自然掉落的果實才是最香甜的喔!

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切開百香果,會看到包裹著黑籽、一粒粒金黃色小囊,小囊裡飽含酸甜芬芳的汁液,很多人以為這就是百香果的果肉。其實我們都認錯啦〜紫色果皮下方、白色的部份才是果肉。那這金黃色的小囊究竟是什麼呢?

包裹著黑色種子的金黃色小囊其實是「果囊」,是種子的假果皮。一顆百香果裡,藏著有上百顆包著果囊的種子,上百個香噴噴的果囊加起來,真的名副其實是「百」「香」果呢!

 

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7 篇文章 ・ 3 位粉絲
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