【長知識】疫苗解析／病毒難堵 改變人類行為吧

美國密西根大學政治科學系教授艾瑟羅德〈Robert Axelrod 〉，在1984年出版《合作的演化》（The Evolution of Cooperation）一書中表示，就算在物競天擇的殘酷環境中，生物也有合作的可能。

人類與病毒，有沒有創造雙贏的可能？事實上，艾瑟羅德的觀念，已經部分實現。國泰醫院小兒科醫師許慶俊說，就腸道菌來說，人類的確早已與這些細菌和平共處。

台大免疫學研究所助理教授顧家綺說，當國際交流變得頻繁、氣候變遷等因素，將會使人類未來面臨更多新興傳染病的威脅；雖然疫苗提供一個有效預防病原感染的方法，但從研發到生產出有效疫苗，必須經歷漫長過程，終究是緩不濟急的方法。

顧家綺表示，人類在防疫過程中，應該認真學習如何與病毒和平共處；人類無止境擴張生存範圍或恣意破壞生態平衡，都可能帶來更多災害。例如過去曾引起恐慌的SARS病毒，以及最近烏干達再度爆發的伊波拉病毒，這些原本居住在叢林中的病毒並不存在人類的居住環境，卻因為在不尋常的情況下在人群中傳播，甚至引發死亡。

病毒本身不能自行生長，感染人體的目的是為了繁衍後代；人類從本位主義思考防疫，其實病毒也是從本位主義爭取自己的生存權。

疾管局組長劉定萍說，過去防疫觀念就是殺死病毒，但後來漸漸發現，其實病毒也是因為人類才能傳播。她說，以登革熱為例，多數病媒蚊孳生，其實都是人類行為所致，「防疫有一部分也是要改變人類行為。」

但許慶俊認為，全球化的時代，人口不斷增加，人類要與病毒和平共存，很難做到。

人類的確比病毒聰明，研發各式疫苗來打擊病毒；但病毒也不笨，不斷突變，讓疫苗研發永遠跟不上病毒演化。翻開人類與病毒的戰爭史，誰也沒有贏。

全文網址: 疫苗解析／病毒難堵 改變人類行為吧 - 新聞中的科學 - 文教要聞 - udn校園博覽會 http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=409099#ixzz251MhgYGj 
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【長知識】奧運力學解析／環保又明亮 丙烷成聖火燃料

在奧運體操比賽場上，吊環、鞍馬、高低桿的選手上場前，都會先抓一些白色粉末在手上，這些粉末的主成分，和醫師開給胃酸過多病人服用的制酸劑一樣，都是碳酸鎂。

碳酸鎂（化學式為MgCO3）因具有良好的吸水及吸油性，所以不只是體操、舉重選手用，攀岩運動員也會時時利用碳酸鎂擦手，以保持雙手乾燥。

碳酸鎂最為人知的用途是製作藥品，它可用在制酸劑、瀉劑等腸胃相關藥品。有些水泥、橡膠、防火材也會加入碳酸鎂。

 

奧林匹克運動會聖火點燃儀式始於1920年，當時是為了紀念在第一次世界大戰中陣亡的協約國軍人。1936年起，奧運聖火才改成接力傳遞。至於火炬使用的燃料，早期用過天然松香、橄欖油、液化氣。1984年洛杉磯奧運開始使用丙烷，從此之後丙烷混合物即成聖火主流燃料。

號稱史上最環保的倫敦奧運，原本在2007年宣布要讓聖火零排碳，所以會採用乾草當燃料。只不過答案最後揭曉，因贊助商研發出了狀況，最後聖火傳遞的燃料，用的還是丙烷丁烷的混合燃料。2008年北京奧運聖火用的燃料也是丙烷。

結構單純的丙烷，化學式為C3H8，燃燒後生成二氧化碳及水，它所以會受各主辦國青睞，除了較環保，可以適應較大溫度範圍也是原因之一；丙烷在-40度時仍能產生1個以上飽和蒸氣壓，因高於大氣壓，所以能持續燃燒。

另一原因是，丙烷的火焰呈亮黃色，聖火傳遞者跑動時，飄動的火焰在不同背景下都很醒目。

在奧運歷史上，聖火燃料選得糟糕的例子多有所在。例如1956年墨爾本奧運，加了鎂和鋁的火炬，進入奧運場館時燒出大量黑煙。再如1996年亞特蘭大奧運用了丙烯，雖然火炬非常明亮，卻排放大量的碳粒和煙。

運動在場上難免會受傷，這時常會看到防護員會在受傷肢體噴俗稱「運動冷凍劑」的液體，其中的主成分是氯乙烷或一氯乙烷，化學式為C2H5Cl。

氯乙烷其實是麻醉劑，當噴在皮膚上時，會吸收體表熱量急速揮發，能使局部表層組織快速進入低溫而失去感覺，所以也用來做局部麻醉。若是從呼吸道吸入人體會抑制中樞神經，出現全身麻醉的效果，所以這種噴劑不能胡亂使用。

全文網址: 奧運力學解析／環保又明亮 丙烷成聖火燃料 - 新聞中的科學 - 文教要聞 - udn校園博覽會 http://mag.udn.com/mag/campus/storypage.jsp?f_ART_ID=407958#ixzz24S94hlzl 
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【新鮮報】看奧運游泳、體操 學物理應用

倫敦奧運賽事正在全世界熱播，給學童指提供了極佳的科學教育時機。

「生活科學」（http://www.livescience.com）教育網站推出「5項奧運比賽中的扭轉物理學」（The Twisted Physics of 5 Olympic Sports），針對游泳、體操、跳水、射箭、羽球運動中的物理原理，提出詳細解說，幫學生進一步了解物理應用。

生活科學教育網指出，參加2012年倫敦奧運的各國選手，不但展現了運動競賽技巧，同時也展現了物理運作原理。以游泳來說，游泳選手要用各種方法來克服水對身體的阻力，並善用水的浮力和流動力，來增進游泳速度。

在應付水阻力方面，奧運游泳選手近年來採用類似鯊魚皮的泳裝，並戴上泳帽來減少在水中的阻力；游泳時盡量浮在水表面，減少水對身體的阻力。

在體操方面，奧運選手用身體的彈跳，來增進不同角度的運動如旋轉、反轉跳等技巧，應用物理學中的能量加速度，再利用地心引力作用，或伸展雙手，或縮身抱腳，讓體操選手或快或慢，展示不同肢體運動。

跳水是應用牛頓的地心引力定律，先從跳板上盡量跳高，取得較多在空中的時間，容許身體作最多的動作變化，在落水的前一刻則盡量挺直身驅，切入水中，把激起的浪花控制在最小程度。

射箭運動則是用弓往後拉的力量，造成運動的能量，將箭射出。箭的尾端有三片固定的羽毛，造成空氣動力，使箭在空中有固定的飛行路線，最後到達箭靶。射箭選手在射箭時，不但要考慮力道的大小遠近，也要考慮風的影響。

羽球運動則要考慮物理學中的飛行速度，以及物體下降速度。羽球上的羽毛，是為了增加對空氣的阻力，不會像普通球一樣的快速飛行。而羽球上的羽毛，又能造成空氣動力中的規則飛行。詳細解說及影音可參考www.livescience.com。


資料來源：UDN 聯合新聞網

【長知識】熱島效應／發燒都市熱島效應 降溫大作戰

這個夏天不但美國、日本等國飽受熱浪之苦，台灣各地也連續出現不尋常的連日高溫，都會區民眾白天一踏出戶外，立刻就汗如雨下。台北市環保於是想到用回收水噴灑路面，以降低路面熱度，也減緩熱島效應對民眾造成的不適。

台北市環保局長吳盛忠說，人體生理最適溫度為36.5至37.5度，未來只要氣溫監測到超過37.5度，環保局即會出動自有洗街車，及調派民間營建工地噴水車，以街道灑水的方式降低部分區域溫度，也可吸附路面煙塵以及二氧化碳。

台北市的灑水計畫，是以高樓大廈多、樹木少，車行多的忠孝東西路、承德路、中山北路、羅斯福路等路段為目標。

提出灑水構想的中央大學環工所榮譽教授歐陽嶠暉表示，當初他是參考日本的模式，建議北市環保局以回收水為路面降溫。他說，如果用自來水，會耗用電力、產生二氧化碳。從溫室效應（Green House Effect ）、氣體減量的角度思考，以回收水來灑水降溫，能兼顧經濟與環保。

歐陽嶠暉說，因為太陽照射，都市的柏油、水泥路面沒有透水性，會吸收大量的熱量，使得路面的溫度增高，以夏天正午的溫度可高達攝氏50、60度。

他說，都市的溫度愈高，民眾通常就會開冷氣。

以台北市來說，溫度上升1度，用電約增加消耗5%至6%，無形增加很多二氧化碳，更會加劇熱島效應。

他表示，透過灑水降溫，可以加速路面散熱，以攝氏50、60度的柏油路面來說，灑水後可降低8至10度。

吳盛忠說，迪化汙水處理廠高級重用水，是指將生活汙水經過二級處理及砂濾處理的高級回收水，達到一定的水質標準，能在一定範圍內重複使用於非與身體接觸用水上，原本用途僅在於該廠內的地板沖洗、園藝噴灌以及濾布沖洗上。

今年7月11日，吳盛忠和環保局人員到監察院旁的忠孝東路上，利用紅外線偵測儀實際量測，當氣溫達38度時，柏油路面溫度可達69度。不過經街道灑水後，柏油溫度立即降至50度以下。

吳盛忠透露，城市降溫有助於減少冷氣的使用。

研究顯示，冷氣溫度設定每降低一度即可以節電6%，每節省一度電可減少約0.6公斤的二氧化碳排放。

此外，每節省1公噸的水，亦可減少0.207公斤的二氧化碳排放。

資料來源：UDN 聯合新聞網

【長知識】溫度較高的水 較快結冰？

這個問題看似簡單，卻讓科學家困擾了2300多年。

那就是，溫度較高的水結冰的速度比低溫水快，但為什麼呢？早在公元前4世紀時，亞里士多德就問過這個問題，其後如培根、笛卡耳等科學家也想要找到合理又能被廣大學界接受的答案，都不得其果。

這個現象直被1968年才被命名為彭巴效應（Mpemba effect），指的是在同體積、同質量和同樣冷卻環境下，溫度略高的液體比溫度略低的液體先結冰的現象。

彭巴（Erasto Mpemba）當年還是個坦尚尼亞的中學生，他在做冰淇淋時發現，熱牛奶會比冷牛奶先結冰，他問老師，老師先是說他搞錯了，但後來老師自己做了實驗，發現彭巴的觀察是正確的。1968年彭巴和一位學者共同寫了一篇相關的論文，文章在1969年刊登，從此該現象便名為彭巴效應。

但那之後又過了40多年，彭巴效應的形成因仍莫衷一是。前一陣子，英國皇家化學學會終於受不了。宣布以1000英鎊獎金，對全世界徵求最好、最有創意的解釋。

這次的徵件期限是7月底，英國皇家化學學會在倫敦奧運開幕一周後，也就是本周，在倫敦召開Hermes 2012學術研討會，屆時會由來自各國的專家一起評選挑戰彭巴效應原理的作品。彭巴效應的原理常見的解釋包括：

蒸發：熱水冷卻過程因蒸發失去較多的質量質量較少，所以需要被移除的熱較少，溫度冷卻得較快。

對流：液體降溫速度不是由液體的平均溫度決定，而是由表面與底部的溫度差決定，溫差大時，從上表面散發的熱量就愈多，因而降溫就愈快。另外，還有人認為氣體溶解度或過冷現象都有可能。

彭巴效應並不是說熱水一定會比冷水先結冰，若兩者的溫差太大，冷水還是會先結冰。

資料來源／英國皇家化學學會網站