司法中的科學與偽科學：十個有用小指標幫你辨識偽科學（三）

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

• 文／雞湯來了王韻捷
  校稿／雞湯來了陳世芃、張芷晴
  製圖／雞湯來了黃珮甄
  編輯／雞湯來了蕭子喬

翹課的糖糖和同學在校園中直播跳舞，和教官玩追逐戰……彷彿與大人作對，試圖證明自己可以不受大人控制。

《糖糖Online》講述著幾個青少年各自碰到的人生議題，有的在管教非常嚴謹的家庭中長大，有的在非常開放自由的家庭中成長。

儘管他們成長背景非常不同，但我們深入去看，可以發現他們有一個共通點：都是青少年——對於關係、社會、自我都還處於探索階段的年紀。

他們對自我的好奇，讓站在大人視角的我們產生許多無法理解的行為。面對無數的頭痛、失眠的夜，我們可以從心理與社會的角度來看看，這群青少年到底發生什麼事。

青少年最重要的發展—自我認同的建立

自我概念發展

心理學家 Erik Erikson 將人生視為一個連續不斷的人格發展歷程，強調心理社會發展是連續累積的，且在此同時，發展是具有次序性、階段性的，也就是說各個階段都有某些特定其需要完成的發展任務。這些任務需要藉由經歷衝突、危機事件，個體才得以發展，而所謂的成長就是學習突破危機的種種過程。

青少年（12-18 歲）的個體發展任務是「發展自我認同」以及「角色認同」。此階段的青少年藉由對自我的省思與體悟，開始建立自我在團體中的社會地位，希望能在不違背自己的需要、價值觀的情況下調整自我，以增加對社會的適應性。

就像《糖糖online》劇中，欣恬面對酸民的冷嘲熱諷，仍對自己的自我價值有所確立，她呈現了一種自我概念完整後的堅定感；而小文年僅 15 歲，資質優異，通過跳級考試的她進入高中二年級的班級裡，儘管成績表現優良，但不難發現小文對自我的發展仍感到有所不足，大部份時候是需要糖糖照顧的。

同儕關係

進入青少年期最大的特徵就是和同儕相處的時間大幅增加，和家長的相處時間減少。青少年在此時期為了融入團體、尋求被認同感，會追求自己在社交群體中的地位。

其實，類似的需求也在成人世界當中有同樣的運作方式：例如繼續接受教育、賺取財富等來得到社會的認同。

若家長可以看見孩子也有這份需求，也就更能理解「自己的孩子需要在群體之中獲得歸屬感」而有的種種「想和朋友待在一起的行為」。

家庭關係

在青少年發展自我的過程之中，會漸漸的和父母轉變為「類同儕」之關係，也就是說希望和爸媽像朋友，能夠參與更多家庭事務的討論與決策，對於生活有選擇和可控制感。

也因為青少年孩子心理狀態逐漸朝向獨立、成熟，與父母的價值觀產生落差，就容易發生衝突。（延伸閱讀：有人的地方就有江湖，青少年如何應對衝突？）

家長如何與青少年子女一起成長

青少年是人生發展中的重要轉捩點，個體將由不成熟轉至成熟，若我們能試著理解此階段的孩子需要一點空間、養分好好長大，不僅能將心中的焦慮放下，也讓青少年多些自己的空間得以好好發展。

此外，時代的改變也是現代家長需要正視的一項因素。現代社會變遷的速度已快到無法想像，當家長以自身的角度去看待孩子的問題時，有可能無法讓孩子吸收到父母想要表達的內容，反而推開了與孩子的距離。

如在《糖糖Online》劇中，面對網路的世界，父母也從未接觸過，就無法以過來人的心態給出建議，但家長能給予的或許是一種陪伴。

身為家長，或許我們可以試著這麼做：

1. 調整心態：

   試著理解這些處於青少年的孩子們正逢一項人生自我探索的危機中，他們也正在努力的長出自我，或許家長們會覺得：我的小孩不再是過去那個順從、聽話乖巧的小寶貝了，但父母需要適時的理解這些是人生成長的一部分，孩子們有自己的路需要拓展。

2. 釐清界線，嘗試放手：

   理解孩子的狀態後，可以慢慢思考哪些事是可以放手讓孩子自己獨立完成的，哪些事情仍然無法，透過與孩子清楚的溝通也是重新調整關係的最佳方式。

3. 多傾聽：

   當孩子正試著表達自我時，可以先試著以開放的心態、詢問的角度去和孩子互動，再慢慢的和孩子說明該如何適當的表達自己的想法，而不侵犯他人。

參考資料

1. 洪光遠、連廷嘉（譯）（2018）。青少年心理學：發展、關係與文化（原作者：F. Philip Rice 、 Kim Gale Dolgin）。學富文化，台北。

本文與雞湯來了 同步刊登，原文標題 「吾家子女初長成」－ 從《糖糖online》看青少年的成長變化

本文由民視《科學再發現》贊助，泛科學獨立製作

文 / Casual

當你與一群好友們聚餐時，你是否有過隱藏自己真正的想法，然後點跟同伴們類似的食物呢？

如果有，請不要覺得自己奇怪，因為根據一份新的研究發現……會這麼做的人其實還滿常見的。

過去就有「社會規範會決定人們飲食行為」的假設，這篇發表在《營養飲食協會期刊》（Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics）上的回顧研究就是想確認這個假設是不是真的。結果發現同儕的影響，確實會左右你對食物的選擇，還有吃下肚子的份量。比如說你本來是小鳥胃，但認識了一群大胃王，為了維持這段得來不易的友誼，你的食量就會在不知不覺中慢慢強大起來！

該研究的研究者分析了 15 篇發表在不同期刊上的研究。當中有 8 篇分析人們在食物的選擇上如何被飲食規範給影響；另外 7 篇則把重點放在處於這些規則下的人們會如何去選擇食物。

當你告知研究參與者說：其他的人在吃低卡路里或是高卡路里飲食時，參與者會傾向選擇跟其他人一樣的食物。此外，這份研究回顧也指出同儕之間如何影響彼此對食物的選擇。

研究發現，人們對食物的選擇顯然會受他們的社會認同（Social identity）影響，而這個影響甚至在當事人沒有察覺下發揮作用，即使他們獨自吃飯亦然。

所以呢！從這個研究裡我們能學到什麼呢？

人們的飲食選擇不僅會被他人影響，他人也有可能受到我們的飲食行為而有所變化。當我們從自身去建立良好的飲食習慣，漸漸地影響周遭人們的飲食行為，讓大家都吃得健康一點。

資料來源：Peer Pressure May Influence Your Food Choices

研究文獻：Robinson, E., Thomas, J., Aveyard, P., & Higgs, S. (2013). What everyone else is eating: a systematic review and meta-analysis of the effect of informational eating norms on eating behavior. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics.

轉載自營養共筆

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