李長榮教育基金會

#李長榮教育基金會 第十五屆獎學金徵選即將登場！
讓小編先對你的實驗室人生做一場靈魂拷問👻
如果你的答案大多落在 C
恭喜，代表你非常需要關注這次獎學金內容哦！
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#李長榮教育基金會第十五屆獎學金徵選
#李長榮教育基金會優秀學生獎 #李長榮博士生匹配獎學金計畫
#優秀學生獎 #博士生獎學金 #獎學金

⚾️棒球中的科學 ➂
你有聽過穿新鞋要先踩 3 下嗎？在棒球場的世界裡，也有迎接新球的儀式！
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棒球比賽，每當有球被打到界外或飛出全壘打牆，主審就會從背後的袋子，拿出一顆「新球」給投手，那是一顆已經沾滿來自美國紐澤西州德拉瓦河特殊黑土「Lena Blackburne Rubbing Mud」的新球！
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為什麼要抹土？🤔
棒球內部構造製作完工後，最外層包覆專屬皮革再縫合固定；其中所使用的皮革表面非常光滑，甚至帶有油脂感、蠟感，導致棒球表面太光滑、磨擦係數太低，投手即使已經有「投手止滑粉」，還是很容易「溜手」，影響控球。
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為了解決棒球表面過於光滑的問題，有人發現將特殊黑土，塗在棒球表面並搓揉，可以有效去除滑膩感，增加磨擦係數，而且也不會刮傷球表面。《美國國家科學院院刊》（PNAS）曾在2024年發表，這種特殊黑土的主要成分中，有大部分成分是細小的石英砂，其餘成分則是高嶺土、伊利石等黏土礦物，因此：
1️⃣黏土微粒填補了皮革表面的孔隙，發揮填充的效果，使球體表面更均勻。
2️⃣黏土中的膠體成分，經搓揉且乾燥後，可有效增加黏性，使皮革的附著力增加一倍、
3️⃣黏土顆粒的稜角可產生類似細沙紙的效果，讓球體表面更粗糙，增加摩擦係數，同時卻不會在球體表面留下刮痕。
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黑土特殊的成分和作用機制，使「比賽用球的處理」變成棒球比賽不可或缺的的重要程序。因此中華職棒跟日本職棒也有一樣的新球處理程序，目的是降低球體過於光滑的問題。雖然未必是如此「厚工」從美國進口黑土，即使使用的材料與方式不一定相同，但背後的重點都是要，維持比賽用求品質，也兼顧投手的控球穩定性與比賽的安全⚾️。
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#棒球 #摩擦係數

🧠【最近都沒精神嗎？可能是你的大腦正在換季！】
最近你會不會感覺特別疲倦？明明天氣漸漸變暖、太陽也露臉了，但午休結束後，卻總是昏昏欲睡、提不起勁？
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你的大腦正在換季！
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小編告訴你背後的科學根據~
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冬天日照時間較短，大腦會分泌較多的 #褪黑激素（Melatonin）幫助身體進入休息狀態；到了春天，日照時間變長，大腦會增加分泌 #血清素（Serotonin），幫助維持精神、情緒與日常活動。
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不過，這種切換並非一夕之間完成。
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當大腦還在適應光照變化、調整生理時鐘時，體內的神經傳導與荷爾蒙分泌可能會出現短暫的不穩定，讓人感到特別疲倦、想睡，這也是「春眠不覺曉」常見原因之一。
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除了光照變化，春日氣候變化快速，當氣溫劇烈波動時，號稱「人體中央空調」的 #下視丘（Hypothalamus），要透過自律神經系統調節體溫和睡眠，大腦必須耗費更多能量來幫助身體維持穩定，分配給清醒與專注的能量相對變少，我們就容易沒精神。
懶洋洋是大腦與身體正在換季，別太怪罪自己意志力不夠了。
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了解這些現象背後的科學原理，也讓我們知道，面對季節轉換，適時補充營養、規律作息、保留足夠的休息與適應時間，其實都很重要。
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你都如何在昏昏欲睡的春天保持清醒呢？留言分享撇步吧！
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#春天 #換季 #神經科學

⚾️棒球中的科學 ➁
在上一篇貼文，我們提到有些投手會作弊使用 #松焦油 來增加黏性以提升球的轉速，進而影響球的尾勁，這在比賽中是犯規行為⚠️。接下來，我們要介紹的是每個投手丘後方那包白色粉末。
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有些投手投球前，會像雞排裹粉一樣，讓手上沾滿白色粉末，才開始投球那包神秘粉末的真面目是 #投手止滑粉。
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你可能會好奇，一樣是止滑，投手止滑粉與健身房常見的鎂粉，有什麼差別？🤔
答案是成分。投手止滑粉的主要成分是 #松脂（Rosin）及 #碳酸鎂（MgCO₃），前者能增加球的磨擦係數，後者可以吸收手上的汗水與體液💧，相較於成分多為碳酸鎂的鎂粉，止滑粉多了松脂這個關鍵成分，可以降低投手投出太偏差、太離譜的球路，例如觸身球就會造成打者受傷。
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細心的你發現了嗎？松脂跟松焦油都有「松」字，事實上，的確師出同門。不過松脂是將松樹分泌的天然樹脂， #蒸餾 後分離出的固體殘留物；松焦油則是將松木 #乾餾 後分解產生的混合物。松脂改善投手的手感；松焦油則是改變球的物理行為。同樣是影響摩擦力的物質，使用方式與情境截然不同，也讓它們在球場上扮演的角色大不同。
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從止滑粉的使用到材料的組成與製備方式，我們可以發現，棒球場上到處都藏著科學原理🧪。
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棒球場上的科學還不只如此，下一篇，小編要揭開大聯盟用球的「神秘黑土」之謎⚾️
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#棒球 #止滑粉 #松木 ＃松脂 #碳酸鎂 #蒸餾

⚾️棒球中的科學 ➀
3 月 8 日 世界棒球經典賽（WBC）台韓戰，我們與韓國隊激戰 10 局，最終以 5：4 擊敗韓國，全台興奮的留下難忘回憶🔥。
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大家有沒有發現，這場比賽每當攻守交換時，為什麼一壘審或三壘審要檢查投手是否有使用非法黏著物質，其中最著名的就是 #松焦油（Pine Tar）。
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讓棒球迷聞之色變的松焦油，在人類歷史上已經使用超過 2000年！古希臘人將松木高溫 #乾餾 後，得到一種深褐色黏稠物質，這是由酚類、萜烯類及樹脂等有機化合物所組成，用於皮膚保護、驅蟲及木材防腐，時至今日也用在香皂、保養品上。
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若將松焦油塗在棒球上，可大幅增加球的黏性，投手投出塗有松焦油的球，會提升球的 #轉速（Spin Rate）。根據 #馬格努斯效應（Magnus Effect），一旦增加投出的球轉速，棒球兩側的氣流速度與壓力差也會變大，增加球的移動軌跡：原本上竄的球路，上升幅度增加更多；同理，若是下墜球也可使下降幅度更明顯。如此導致打者更加難以掌握，目的是提升投手在比賽的壓制力和成績，這就是為什麼有些投手，甘願冒風險作弊，偷偷使用松焦油的原因。
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在日常生活中，松焦油是防腐、保護與清潔的好幫手；但在投手手上，卻成了影響公平性的毒藥⚖️
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下次看比賽，除了看熱鬧之外，你也懂得看門道了嗎？
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#棒球 #松焦油 #馬格努斯效應 #乾餾 #有機化合物

【🌿 仿生學 Biomimicry ​ ➁】
我們上一篇仿生學貼文，介紹了企鵝、貓頭鷹與松果的秘密。
這次，小編想帶你好好認識神奇的植物，小至日常生活用品大至建築工程設計，概念可都師法大自然唷！
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🌱牛蒡種子與魔鬼氈
牛蒡種子表面佈滿細小的 #微型鉤子，能牢牢勾住纖維，藉此附著在動物或衣物上傳播種子，這種「物理黏附」的設計，是發明 #魔鬼氈 的靈感來源，成為日常用品及醫療設備都不可或缺的關鍵設計。
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🏗️ 大王蓮的結構力學
薄薄的大王蓮葉片，居然能載重超過 60 公斤！關鍵在葉片背面的 #放射網狀葉脈結構，這種結構能均勻分散重量，兼顧輕量與強度。海上鑽井平台就是參考了這種建築與工程的支撐設計！
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下次看到牆角的植物，記得多看兩眼。說不定下個劃時代的產品，就藏在微觀世界的巧思裡，靜待挖掘。
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#仿生學 #牛蒡 #大王蓮 #魔鬼氈

【🌿 仿生學 Biomimicry ➀】

什麼？原來日本新幹線的車頭設計，靈感來自翠鳥的流線外型，防水材料的開發，是參考荷葉表面的疏水結構？
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是的，日常中許多令人眼睛一亮的「設計」，都來自生物數億年演化後的結晶。
#仿生學 正是透過研究這些生物如何生存、運作，以及與環境互動，將自然中的智慧，進一步應用於現代科技的學問。
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這些只是自然智慧的一小部分，讓小編帶你看更多例子：
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🐧 企鵝不怕冷的秘密
企鵝能在冰天雪地中保暖，關鍵在細密的 #羽毛結構，羽毛之間形成空氣層，不只減少熱能散失，其結構也能延遲結冰並降低冰附著，啟發了保暖外套與飛機防冰系統（Anti-icing System）的設計。
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🦉 貓頭鷹的靜音飛行術
貓頭鷹飛行時就像忍者般毫無聲息，關鍵在於翅膀邊緣的 #鋸齒構造 與 #後緣流蘇 等仿生結構，這種結構能打散氣流、降低噪音，也被應用於降噪葉片。
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🌲松果的不插電濕度計
松果會隨環境濕度自動開合，這是來自細胞纖維對水分的反應，完全不需任何外來能量，也啟發了德國科學家打造出能隨濕度和溫度變化，自動開關的遮陽窗戶（Solar Gate）！
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從保溫、降噪到材料自動調節濕度，這些看似複雜的技術，在自然界存在已久，印證了美國建築師萊特（Frank Lloyd Wright）所言：「研究自然、接近自然，它絕對不會讓你失望。」
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你還觀察過哪些來自大自然的巧妙設計？留言和我們分享吧 👇
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#仿生學 #企鵝 #貓頭鷹 #松果 #翠鳥 #荷葉

👟 【現在「材」知道 ④ 】
高分子化學之父 赫爾曼·施陶丁格（Hermann Staudinger）
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在前 3 篇貼文中，我們認識了高分子的「玻璃轉化」、「交聯反應」與「老化」等現象，但你知道嗎？在一百年前，很多人根本不知道「高分子」究竟是什麼。
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#高分子化學之父 赫爾曼·施陶丁格（Hermann Staudinger）生於三月，他是 1953 年諾貝爾化學獎得主。其實施陶丁格的理論曾備受質疑，幸好他奮而不懈，透過長年的研究證明自己的觀點。
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💡 當時的「異端」理論
在 1920 年代，多數化學家認為像橡膠這類材料，其實只是許多小分子彼此聚集在一起，像「一堆沙子」一樣形成物質。
但施陶丁格提出不同看法，認為這些物質並不是鬆散的集合，而是由大量原子透過「共價鍵」連接而成的「長鏈結構」。他將這種由許多重複單元組成的巨大分子稱為 「大分子（Macromolecule）」。
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🥊 學界的質疑與嘲諷
當時大家並不接受「大分子」的想法。許多化學家認為世界上不可能存在分子量超過數千的分子，甚至有人建議他放棄這個理論。而由於高分子材料常呈現黏稠或膠狀的外觀，當時也有人戲稱這類研究為 「黏糊糊的化學（Grease Chemistry）」，認為研究這些結構複雜的物質並沒有太大意義。
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🏆 改寫材料科學的發現
施陶丁格並沒有因此放棄！他透過長年的實驗與研究，逐步證明了長鏈分子結構確實存在，奠定了現代高分子科學（Polymer Science）的基礎。
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今天，我們不只知道高分子的存在，甚至可以精準設計它們的結構與性質。無論是食品包裝、機能纖維、醫療材料，還是汽車與電子產品中的零件，高分子材料早已深入我們的日常生活。
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從被質疑到改變世界的科學基礎，施陶丁格的故事也提醒我們，突破往往都從「挑戰舊有想法」開始。
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#諾貝爾化學獎 #高分子 #高分子之父

👟 【現在「材」知道 ➂ 】
為什麼很久沒穿的鞋子，鞋底會變硬又不止滑
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常以為東西壞掉是使用過度或品質不好？其實有些物品是在你沒注意時變老了🧓。
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這個現象，稱作「高分子(材料)老化(Polymer Aging)」。
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高分子材料是由長長的分子鏈組成，像是一根根相互牽引的絲線，剛誕生時，它們柔韌、有彈性，扛得住外力、能抵擋形變；然而隨著時間過去，自然環境中的紫外線、氧氣、濕氣等，逐步影響分子結構與材料性質，讓材料逐漸失去彈性，無形中使材料「老去」，最終因失去韌性而碎裂。
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高分子老化通常分為 3 種
1️⃣物理老化：無化學鍵改變。分子鏈重新排列、結構緊縮，材料變硬。
2️⃣化學老化：有化學鍵改變。氧化、光解或水解導致分子鏈斷裂或結構改變。
3️⃣機械老化：重複受力造成微裂痕、疲勞與斷裂。
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塑膠泛黃、橡膠變硬、沒有彈力的橡皮筋，都是高分子材料的歲月痕跡。
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材料的生命雖非長生不老，但我們對科學的好奇心永遠年輕。李長榮教育基金會將持續與大家一起探索隱藏在日常生活背後的微觀世界！
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#高分子 #高分子老化

👟【現在「材」知道 ➁ 】
夏天柏油路溫度這麼高，為什麼鞋子不會融化？
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上一篇提到橡膠製品遇到不同溫度會改變狀態，但是否能夠反覆變化，則與分子鏈之間的連結方式有關。
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當分子在高溫、光照或加入特定交聯劑時，分子上的官能基（如：羥基、胺基、硫基等）會彼此反應，形成新的化學鍵，將原本獨立的分子鏈「黏」在一起，使材料整體變得穩定、結構緊密、不容易融化或溶解。這些連接彼此的橋稱作交聯鍵（Crosslink Bonds），而分子鏈連結的過程，在材料科學中被稱為 #交聯反應（Crosslinking）。
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這種讓材料定型的魔法，是 1844 年由美國發明家固特異（Charles Goodyear）意外發現的。當時他在研究橡膠，一個不小心把混有鉛、硫和橡膠的混合物撒在了加熱的爐子上。沒想到，這個美麗的意外創造出了能固定形狀、且無懼溫度的硫化橡膠。這項技術後來被稱為「硫化（Vulcanization）」，不僅奠定了現代橡膠工業的基礎，也讓我們的球鞋從此能無懼高溫、上山下海。
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有了交聯反應的把關，高分子擁有了驚人的穩定性，讓我們的生活更加便利。不過，即便高分子透過交聯獲得了強大力量，這股力量卻並非永恆。當強壯的結構遇上太陽光中的紫外線與空氣中的氧氣，也會面臨「衰老」的挑戰。下一篇，我們將揭開為什麼透明手機殼會變黃、老舊衣架一折就斷的真相，看看高分子是如何在時光中慢慢變老，敬請期待！
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#高分子 #交聯反應

👟 【現在「材」知道 ➀ 】
為什麼夏天穿球鞋比較軟、比較好穿？
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你有沒有發現，同一雙球鞋在炎熱的夏天穿起來總是特別軟 Q、好走；但到了寒流來襲的冬天，整雙鞋子卻硬梆梆，沒那麼舒適？這不是錯覺，背後的科學原理是高分子的「玻璃轉化（Glass Transition）」！
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橡膠製品在遇熱時會變軟、有彈性；冷卻後又可以恢復堅硬的狀態。這種狀態轉變在材料科學中被稱為「玻璃轉化」，也是非晶體結構高分子材料的重要特性之一。高分子又稱聚合物，是由一群小分子牽手排成長鏈的大家族，分子量通常在 10,000 以上。
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當環境處於低溫時，長鏈分子被凍結幾乎無法活動，摸起來就像玻璃一樣硬，這就是所謂的「玻璃狀態（Glassy State）」。隨著溫度升高，分子長鏈開始活了起來，能微微轉動、扭動甚至滑動，整體變得柔軟且富有彈性，這時就進入了「橡膠狀態（Rubbery State）」。
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而這兩個狀態之間的分界點，就是科學家口中的「玻璃轉換溫度Glass Transition Temperature，Tg」。當環境溫度低於 Tg，材料會展現堅硬脆裂的特性；一旦高於 Tg，它就會變回我們熟悉的柔軟模樣。
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高分子材料就像材料界的變形金剛，可以在不同溫度下切換性質，卻完全不改變材料本身。但你有沒有想過，既然高分子受熱會變軟，那為什麼我們在夏天燙人的柏油路上走路時，球鞋底不會直接融化成一灘膠水呢？這樣的狀態變化是否能反覆發生？這與材料內部的連結方式有關，我們下次揭曉！

#高分子 #玻璃轉化