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礦物科技：七彩寶石的祕密 - 科技大觀園 - 科技部

歷史上有許多纏綿動人的傳說，如愛江山更愛美人的溫莎公爵以祖母綠寶石做為辛普森夫人的定情信物，鐵達尼號上蘿絲佩戴的湛藍寶石見證了勇氣和愛情的堅定，在在都讓寶石被賦予了諸多的浪漫與魔力。 到底這些結構與一般礦石類同，卻擁有撼動人心獨特色彩的七彩寶石，它們懾人的顏色來自何處？就讓我們一起窺探這七彩寶石的祕密吧！色彩理論基礎 顏色是由不同波長的光綜合而成的結果，由於人類眼睛有3種感光細胞分別對於紅、綠、藍3種顏色的光最為敏感，因此感受到的顏色便可由這三原色疊加而成。 當光束中含有等量的紅、綠、藍三原色光時，就會看到白光。若三原色光中缺少了某一色光，顏色便會變化。例如缺少了藍光，剩餘的綠光與紅光加在一起...

地質資訊Ｅ把抓 - 科技大觀園 - 科技部

經濟部中央地質調查所在台成立已近40年，累積了相當豐碩的台灣地質調查成果，隨著ｅ世代的來臨，已把既有的地質資訊轉化為便捷且易於操作的網站，讓民眾得以方便地從遠端查詢居家環境的地質狀況，或搜尋台灣所孕育的諸多地熱、溫泉、地下水等天然資源。 本文帶領大家瀏覽中央地質調查所建置的地質資訊與知識服務的網站，讀者逛完這些網站後，就能掌握查詢的技巧，進而樂於常常上網關心您周遭環境的地質狀況。我家在斷層上嗎 臺灣活動斷層觀測系統及便民查詢服務網站的主網頁（網站：臺灣活動斷層觀測系統及便民查詢服務，網址：http://fault.moeacgs.gov.tw/MgFault/）是以斜躺的台灣島來呈現，並提供可...

礦物科技：人造寶石礦物 - 科技大觀園 - 科技部

「寶石」通常是指天然產出具有美麗外表的礦物，它們大多有較高的硬度與高經濟價值，且因產量或蘊藏量都甚為稀少而凸顯其珍貴。為了滿足社會上的大量需求，寶石學與礦物學專家才致力於尋找各種人造的材質做為天然寶石的替代品。 實際上「人造寶石」就是應用礦物科技所發展出來的新領域，專家透過礦物科學，運用各種方法製造出各種人造寶石，以做為天然寶石的替代品。人造寶石有價格便宜、品質易於控管、產量可以人為控制等優點。材質種類與分類 天然寶石可區分為礦物類、有機寶石類與其他3大類。一般而言，越是高價值的寶石就越值得用複雜昂貴的合成方法製造，較便宜的寶石則常用玻璃塑膠灌模方式來仿製。以下簡單說明這3大類的區別。 絕大部...

古生代之前的大氣組成 - 科技大觀園 - 科技部

寒武紀之前的地質年代是「元古宙」（Proterozoic Eon），距今24億年前至5.41億年前。這段近20億年的時間發生過兩次大氣充氧事件。24億年前，大氣中突然出現了氧氣，然後濃度穩定下來。到了元古宙結束時，也就是新基生代（Neoproterozoic era；距今10～5.41億年），大氣氧濃度再度暴升。關於這兩次大氣充氧事件，學者以各種方式做過估計；只是據以計算的證據、模型不同，數據言人人殊。 現在加拿大布洛克大學的地球科學家布來梅（Nigel Blamey），發現澳洲西南8.15億年前的鹽岩中封存著當年的空氣，那時的氧含量已達11％（現代是20.8％）。 這個發現很重要，因為元古宙...

太空風暴與我們 - 科技大觀園 - 科技部

福爾摩沙衛星五號和七號，預訂於明年分別發射升空。福衛五號是接續福衛二號遙測取像任務，是我國第一顆完全自主研發的遙測衛星，且難度甚高的光學遙測酬載亦完全由國內團隊自主研製完成。福衛七號則是包含十二顆衛星的氣象衛星星系，是我國與美國雙邊最大型的科技合作計畫，將接續福衛三號任務，提供更多大氣氣象觀測資料。 太陽磁暴是如何造成地球的磁場以及電離層擾動，而影響人類生活呢？電離層位於地球上方，是地球半徑的最外層，太空範圍的開始。電離層像是在地表上的一層薄膜、當太陽風或地球和其大氣層劇烈變化時會造成擾動，而由於電離層中有很多電子，當電波經過它的時候，電子和電漿之變化會干擾電波傳播，我們如何防範太陽磁暴的影響...

礦物科技：神奇的奈米磁鐵礦 - 科技大觀園 - 科技部

磁鐵礦又稱為磁石。據說是有個希臘的牧羊人（Magnes），有一天發現他的鐵拐杖和鐵釘鞋會被地面上某種神奇的石頭吸住，因而發現了磁鐵礦（magnetite）。 磁鐵礦的外觀顏色大多是黑色或灰黑色，晶體形狀通常呈現八面體或菱形十二面體，坊間又稱為鐵黑、磁石、慈石、玄石、吸鐵石、磁性氧化鐵。磁鐵礦具有似金屬的光澤，硬度（5.5～6）和密度（4.9～5.2 g∕cm3）都很大，在溫度高達攝氏1,595度時才會熔融。磁鐵礦可溶於酸，但不溶於水、鹼和乙醇、乙醚等有機溶劑。潮溼狀態下，在空氣中的磁鐵礦（Fe3O4）容易氧化形成針鐵礦（FeOOH）或赤鐵礦（Fe2O3）。 磁鐵礦是在較還原的環境中產生的，它的...

神經元的充電器 - 科技大觀園 - 科技部

中樞神經系統（CNS）有兩類細胞，一是神經元，另一類是神經膠，數量是神經元的10倍。功能上，神經膠更多元，參與了CNS的發育、傳導、代謝與血流調控。 星狀細胞是常見的神經膠之一，遍布CNS的各個角落，是腦子主要的肝醣儲藏所。許多證據顯示星狀細胞能保護神經元，減輕中風的傷害。而星狀細胞的保護功能依賴健康的粒線體—要是抑制星狀細胞的粒線體，不但它們會死亡，同一培養皿中的神經元也會隨後死亡。另一方面，星狀細胞還能為神經元處理受損的粒線體，回收再利用。因此美國麻州綜合醫院的早川和秀懷疑：互換粒線體是星狀細胞與神經元之間的交流模式之一。 於是早川與中國首都醫科大學宣武醫院的專家合作，以小鼠實驗證明，中風...

礦物科技：透視地球深處的窗戶 - 科技大觀園 - 科技部

什麼是極限環境（extreme condition、extreme environment）？極限環境是指相對於人類日常活動範圍的另一極端環境，譬如地底深處或太空。人類賴以生存的地球表面，溫度大約從攝氏零下數十度（南極曾有－94.5度的紀錄）到五十幾度，而壓力大概是1大氣壓。 科學家利用太空飛行器及各種儀器觀察太空，得知太空是一高真空、極低溫（攝氏－270度左右）的環境。人類雖已有能力發射飛行物至太空探測或搜尋外太空生物，但到21世紀的今天，人類在地球上所能工作的最深地方，也不過是離地面大概3.9公里深的南非黃金礦坑，以及位在俄羅斯北邊極圈、大約12.3公里深從事科學研究的超深鑽孔。這二者相較...

脂肪組織是癌細胞的藏身處 - 科技大觀園 - 科技部

根據臨床資料，肥胖的白血病患者存活率比體重正常的病人低，因此美國科羅拉多大學癌症中心的一個團隊懷疑：脂肪組織是白血病細胞在化療時的藏身處。線索之一是最近的新發現：脂肪組織也是幹細胞的儲存所，包括造血幹細胞。這表示脂肪組織中有適合造血幹細胞的區位，可招徠造血幹細胞並維持它們的機能。另一條線索是，白血病細胞可利用造血幹細胞的骨髓環境存活，而且骨髓的基質細胞能保護癌細胞不受抗癌藥攻擊。 於是科羅拉多團隊以慢性骨髓性白血病的小鼠模型做實驗，結果發現白血病幹細胞可在性腺脂肪組織藏身。那些白血病幹細胞與脂肪組織互動，導致脂肪分解，供應癌細胞脂肪酸代謝之需。 研究人員因而發現白血病幹細胞可分為兩類，一類表現...

礦物科技：礦物與博物館 - 科技大觀園 - 科技部

大地的結晶 礦物是天然產出的均質結晶物質，具有特定的元素組成與原子排列。組成地球的固態物質，除了地表上少數的土壤外，絕大部分都是岩石，而這些岩石和多數土壤都是由礦物所構成的。 自然界不同的礦物源自組成原子或離子種類的差異，或晶體結構互不相同，但在適合的地質條件下，這些原子或離子所堆砌的均質固體在空間上都能呈現出規則性和對稱性的結晶構造，加上外部包圍著大小不同的光滑晶面，便形成各式各樣的礦物晶體。由於礦物的單晶、連生晶體和集合體有如鬼斧神工般地精雕細琢，總令人讚嘆大自然的神奇。 礦物世界裡的色彩是繽紛多樣的。在眾多礦物中，僅有少數呈現單一色系，絕大多數因混入些許雜質，或晶體的一些缺陷，也可能受到...

熱力學系統 - 科技大觀園 - 科技部

熱力學系統（system）外部稱作環境(surroundings）。系統跟環境的界線稱為邊界（boundary）。系統加上環境稱為（universe）。熱力學系統可依據物質與熱能的交換分類，包刮獨立系統（孤立系統）、密閉系統（封閉系統）、開放系統。 完整課程影片： 【台大開放式課程】[ 熱力學 - 牟中原 ] 1-1. Introduction to Thermodynamics https://www.youtube.com/watch?v=iDaEj9AdqrU深度閱讀： 【熱力學觀念與定義】 http://goo.gl/UQqtZG 【功與能的轉換和能量守恆定律】科學Online htt...

學習的發展障礙 - 科技大觀園 - 科技部

「學習」是指建立新的以及修改或強化既有的知識、行為、技能、價值、偏好；涉及整合不同類型的訊息。許多科學家對學習的研究和看法，讓我們得以窺見學習的 基本歷程。知覺、認知、語言、動作和社會適應是人類重要的學習領域，也都與腦部的發育特化息息相關。兒童在上述領域的發展從無到有、由簡至繁就是一個學習的過程，先天能力和後天經驗的影響一樣重要。發展呈現「順序」以及「一定的時程」之特性稱為發展里程。第五場講座於103年11月16日邀請臺北榮民總醫院復健部鄭玲宜臨床心理師，與大家討論「學習的發展障礙」。日期：2014/11/18

組織工程：巧奪天工的人類智慧–組織工程 - 科技大觀園 - 科技部

組織再生？真是太神奇了！ 相信大家都看過《封神演義》這本家喻戶曉的神怪小說吧！其中有段關於小神童「哪吒」的故事是這麼說的：哪吒擊斃龍王三太子後，四海龍王前來復仇，哪吒為救父，遂自刎，削骨還父、剔肉還母而身亡，其師尊太乙真人以蓮花堆成哪吒身形，鍊成蓮花化身之軀以使哪吒復活。在21世紀的今日，各項科技突飛猛進，「蓮花化身」這種組織器官再生的說法，已不再只是出現在小說中遙不可及的神話。 器官再生在自然界中並非柏拉圖式的理想。壁虎遇到敵人襲擊時會自斷尾巴，趁敵人陶醉在香「尾」大餐時，一溜煙地跑掉，不過一段時間後，全新的尾巴又會自動長出來；另將海星砍成兩半丟入海中，海星不但不會死亡，且每一半都可長成獨立...

以人腦造影揭開牙痛的神經機制 - 科技大觀園 - 科技部

在腦科學的研究上，功能性磁振造影以時間與空間為參考軸，已可探索人類憂鬱症、失智症、創造力、道德感，甚至是戀愛狀態下腦部神經活動的變化及運作區域。在口腔疼痛研究方面，傳統方法是利用實驗動物在不同時間點的反應變化進行犧牲取樣，且都偏向藥理、電生理、神經傳導素、離子通道及發炎反應時相關分子對中樞神經系統活性異常變化的探討，對於牙齒痛覺在整體腦部功能上的變化，以及所引發的情緒與認知之間的關聯，卻鮮有深入的探討。 為解開這個謎題以供臨床上輔助診斷的參考，陽明大學牙醫學系林嘉澍副教授以其腦科學與牙醫學兼具的專業，研究了牙痛的形成與中樞神經相關的機制。他利用人腦的功能性神經造影發現在牙痛時，體感覺區、丘腦、...

組織工程：幫細胞蓋一個家–組織工程用支架 - 科技大觀園 - 科技部

「身體若好，人生是彩色的；身體不好，人生是黑白的」，每個人都希望擁有健康的身體。但正如所謂的「天有不測風雲，人有旦夕禍福」，人的一生難免會生病或遭受意外傷害。幸好，隨著醫藥的發展，許多原本被視為不治或難治之症，漸漸的可以治癒。 但某些患者由於一些先天或後天的因素，造成其器官組織的缺陷或功能失常。若這些器官組織無法自身修復，則必須依靠自體移植或他人捐贈組織或器官，才能恢復原有的功能。也因此有人建立了資訊連絡網，希望能夠幫助需要器官移植的患者，找尋適合他們的器官或組織。 但試想，我們如果能像培養花草樹木一般，利用適當的種子，提供良好的環境、足夠的營養，我們是否也可以培養出所需要的組織或器官，然後再...

室溫波動型熱傳導現象的發現 - 科技大觀園 - 科技部

傅立葉熱傳導 熱傳導現象是指熱能從高溫處傳播到低溫處的過程。受到牛頓力學三大定律的啟發，19世紀法國的物理學家與數學家傅立葉（Joseph Fourier, 1768-1830）開始思考熱傳導現象是否也有定律存在。 經過一番研究之後，他在1807年提出一個描述熱傳導現象的數學公式，並把這個研究寫成論文提交給當時的巴黎科學院，想申請成為研究員。不幸的是，就如科學史上許多重要發現的命運一樣，他的論文被狠狠地修理，尤其是其中所用到的嶄新數學分析方法受到當時著名的數學家拉普拉斯（Laplace）與拉格朗日（Lagrange）的強烈質疑，並拒絕他的論文。 雖然今天我們不知道當時傅立葉有多沮喪，只知道他過...

組織工程：想換條新的神經嗎？–神經再生 - 科技大觀園 - 科技部

神經損傷的個案在目前多變的日常生活中十分常見，在臺灣最有名的例子就是我們的總統夫人吳淑珍女士。阿扁嫂在一次不幸的意外後，她的脊椎神經受到損傷而導致下半身行動不便。 在國外，神經受到損傷的名人更是不計其數，其中以主演超人電影系列的克理斯多福李維的意外事件最受世人注意。克理斯多福李維在好萊塢眾多明星中的好人緣及好丈夫形象是頗受稱道的，但很不幸地，在一次慈善義演中，他從馬背上摔下，也因傷及脊椎神經而導致下半身癱瘓。不過，他不僅在電影中是位超人；在現實生活中，其不屈不撓對抗復健痛苦的精神更是令人敬佩。在一次公開記者會中，他曾大聲誓言，在幾年內一定要靠自己的力量再站起來。他的這番誓言在我們一般人的想像中...

台灣多有蝠 - 科技大觀園 - 科技部

神祕的飛行動物 蝙蝠是唯一會飛的哺乳類動物，白天隱棲在陰暗的角落，當暗夜降臨，則憑著高超的飛行技巧與神奇的超音波偵測能力，在夜空中穿梭自如。晝伏夜出的習性不僅為牠們增添濃厚的神祕色彩，也帶來了許多怪異的傳說。 蝙蝠為什麼在夜間活動、覓食？可能的原因如：為了避免白晝的高溫，因蝙蝠的皮膚缺乏汗腺；在夜間可獲得大量的食物如昆蟲，避免與食蟲性的飛禽競爭；最重要的是可以減少空中掠食者如猛禽類的獵捕壓力。 蝙蝠經過長期的演化汰擇，種類繁多，也掌控了夜裡的空間與食物資源，從容地在地球上生存繁衍。蝙蝠知多少 世界迄今已演化出一千二百多種蝙蝠，幾乎廣布於地球上每個角落，而且群集數量龐大，往往成千上萬。 蝙蝠在分...

組織工程：源源不絕的骨骼銀行–談硬骨組織工程 - 科技大觀園 - 科技部

骨科醫師在臨床上，經常碰到的問題，就是骨折的處理。一般人產生骨折之後，只要有適當的處理，例如石膏固定或鋼釘鋼板固定，大多會如期癒合。在一般癒合所需的時間後，如果尚未癒合的話，就是延遲癒合。其原因包括骨折碎片間的間隙過大、固定不足、骨折碎片的血液供應不足、開放性骨折合併廣泛軟組織傷害等等。傳統上是持續固定治療，但是處置後若仍無法癒合，就是不癒合了。 不癒合的原因，除了上述延遲癒合的原因之外，也可能是因為軟組織卡入骨折碎片之間，或是產生感染所造成。治療不癒合可用物理性的刺激，或是使用骨移植手術的方法。物理性的刺激，包含直流電、磁場、超音波、體外震波等方式，目前在國內的臨床醫師並未普遍使用。若骨折處...

人乃為生而食，為食而生–您吃對了嗎？ - 科技大觀園 - 科技部

在食品安全不斷出問題的今天，這場演講尤其重要。謝教授說：健康並不僅僅泛指身體沒有生病或身體無異樣，我們應該持續增進健康。他提出「三養醫學」來追求健康，也就是日常生活中的養身生活─營養、保身生活─保養，和修身生活─修養。營養為三養之首，如果營養失衡就會造成免疫系統失調，使老化加快，造成疾病的關鍵。因此，日常飲食要均衡，食物多種類、富變化，人要從飲食中攝取食物獲得營養素維持生命並延長壽命，因為營養素在身體提供不同功能，能維持身體細胞的活動及身體組織的建造和修補生理機能的調節。如果飲食不均衡，營養素就攝取不均衡，會造成體內生化代謝異常，出現臨床症狀，包括許多文明病產生，例如：糖尿病、高血壓、肥胖症、...

組織工程：肝衰竭病人的春天–人工肝臟 - 科技大觀園 - 科技部

一件設計精良的儀器，如果經年累月地使用，一旦零件老舊了，就需要更換新的零件。同樣地，如果我們身上的器官，因為疾病、老化或其他不明的原因而衰竭，器官移植往往是唯一的治療辦法。但是，由於器官捐贈來源的短缺，有許多病人甚至在等待適合的移植器官中死亡。所以，研發能夠暫時或完全取代原有器官功能的人工器官，以延長病人的性命，是科學家所必須面臨的挑戰及使命。 近年來，由於生物技術的成熟，組織工程成為熱門的生技領域之一，是利用生物技術製造人工器官供治療人類疾病的一門新興學科。隨著組織工程科技的進步，一些人工器官，如人工心臟、人工皮膚、人工軟骨，已開始進入臨床醫學應用階段。 「人工肝臟」也是利用組織工程技術製造...

科學史中的先天後天之爭 - 科技大觀園 - 科技部

「龍生龍，鳳生鳳」。雖然龍鳳都只是神話動物，但是龍鳳及所引出的「老鼠的兒子會打洞」俗語，揭示了生殖與遺傳的生物現象。對照之下，「孟母三遷」意味著孟母了解環境對於教養的重要性。如果說「龍生龍」代表了一種強調先天（nature）的重要性的觀點，不辭辛勞三遷的孟母則代表了對於後天（nurture）的重視。這兩種競爭的觀點在歷史中不斷交手。Nature與nurture辯論涉及的層面相當廣而複雜，因其對於人性（天性能不能改變）、教育（該如何教育人群中的天才與白癡）、婦女的地位與天賦，乃至於社會結構（罪犯是天生的嗎？）都有深刻的意義。 科學的發展讓這個辯論推陳出新。近代遺傳學的發展，讓人們探究人的某些能力...

組織工程：關節軟骨再生–化不可能為現實 - 科技大觀園 - 科技部

自然界的再生能力 蜥蜴被比它更強大的獵食者發現時，通常會先張牙舞爪，裝腔作勢，一副萬夫莫敵的態勢，試圖將敵人嚇跑。但是如果不能達到目的，為了保存自己的一條小命，只好識時務地夾著尾巴逃跑。有時不幸被敵人逮到尾巴，在性命交關之際，蜥蜴只有斷尾自保。當敵人還在為得到一頓晚餐沾沾自喜時，蜥蜴已經逃逸無蹤了。我們不需要為斷尾的蜥蜴悲傷，因為不久之後，從斷裂處會再長出一條與原來無異的尾巴。 海星一直是漁民們的夢魘，它們會吃掉漁民辛苦養殖的蚌類。當氣憤的漁民抓到肇事的海星，可能將其大塊支解，丟入水中餵食蚌類，以消心頭之恨。不過，更駭人的噩夢竟然發生，海星具有驚人的再生能力，不但斷掉的腕足可以再長出來，甚至可...

2015年諾貝爾化學獎：DNA修補 - 科技大觀園 - 科技部

2015年諾貝爾化學獎頒發給林達爾 (Tomas Lindahl)、莫瑞克 (Paul Modrich)、與桑賈爾 (Aziz Sancar)，因為他們用化學觀點，對DNA繪製了使生命能穩定的修補機制。百秒說科學要來介紹這三種修補機制給大家啦！三段故事： 林達爾 (Tomas Lindahl), 1974 【鹼基切除式修復】 莫瑞克 (Paul Modrich), 1980-1990 【誤配修補】 桑賈爾 (Aziz Sancar), 1983 【核甘酸切除式修復】資料來源： 2015年諾貝爾化學獎簡介（蔡蘊明教授譯）：http://www.ch.ntu.edu.tw/nobel/2015.h...

藍色珍寶：本草綱目中的海洋生藥 - 科技大觀園 - 科技部

在西元前1027年的周朝，《爾雅》編釋了蟲、魚、鳥、獸、畜等5章，這是動物研究最早的紀錄。古人長期在漁獵和農業的經驗中，使用了許多可食用的海洋生物，因此逐步發現其藥用價值，並應用於醫療保健，這就形成了最初的海洋生藥。 海洋生藥與方劑源遠流長，西元1～2世紀，漢代第一本藥物學《神農本草經》就記載了海洋生藥如海藻、牡蠣、烏賊魚骨、文蛤等17種。最早的醫學典籍《黃帝內經》也載有海洋生藥方劑四烏賊骨—藘茹丸；張仲景的《傷寒雜病論》也載有文蛤散、柴胡桂枝龍骨、牡蠣湯等海洋生藥方劑。 西元657～659年，唐朝頒布了世界上第一部藥典《新修本草》，收錄了珊瑚、鯪魚、貝齒等15味海藥。西元1596年，明代李時...

當藝術遇上生物學 - 科技大觀園 - 科技部

農委會林業試驗所森林保護組陳一銘技佐，自幼喜愛繪畫與野生動物，時常於山村周邊次生林中，記錄到鼬獾、白鼻心、麝香貓、穿山甲、臺灣獼猴、山羌、野豬等較大型的野生動物。累積豐富的野外觀察經驗，也擅長描繪野生動物之美。藉由速寫不僅描繪動物的生動姿態，更呈現出鏡頭無法訴說的棲地繽紛與天地和諧，以最理性的野外觀察經驗，最感性的筆觸，熱情透明的描繪他眼中的真實。本次（104年05月24日）邀請陳技佐與大家分享他的經驗，了解如何記錄生物最真實的面貌。 日期：2015/5/26

封存二氧化碳的新辦法 - 科技大觀園 - 科技部

人為的二氧化碳排放有87％來自化石燃料：煤、天然氣、石油；火力發電廠是最大的單一源頭。為了減少排放，回收、再利用最理想，但目前仍以回收、封存（CCS）為主要研發目標。火力發電廠使用的CCS目前仍有成本與技術的困難。以成本而言，估計每公噸高達50～100美元。國內最大的火力發電廠—台中電廠—每年排放5,000萬公噸，至少要花800億新台幣。技術難題在於封存地點，大多數研究者想利用地下沉積岩層（如砂岩），但是又擔心岩層出現裂縫，釋出封存的CO2。 10年前，冰島、美國、法國的科學家提出了不同的辦法—把CO2封存到地下玄武岩層中。玄武岩是火成岩，與砂岩不同；玄武岩含有大量金屬—鈣、鎂、鐵—能與CO2...

藍色珍寶：珊瑚活性物質的開發 - 科技大觀園 - 科技部

近年來，許多專家預測21世紀最具發展前景的科技之一是生物科技，因此各國投入大量的資金及人力發展生技產業，其中「生技製藥」是生技產業的重點發展項目之一。台灣產業界與政府每年也投入數百億資金在生技製藥的研究上，其中新藥的開發是生技製藥發展的主軸之一。海洋新藥開發 新藥是指具有新療效而且有專利保護的新化合物。過去一百年，陸地生物如動植物或微生物一直是新藥開發的研究材料，近年來由於海洋科技的快速發展，提升了海洋採集樣品的設備和技術，加上陸地上的資源逐漸貧乏，科學家開始把研究焦點轉移到海洋生物上。 從僧袍芋螺可分離出一種短鏈胜肽類物質，2004年12月美國食品藥物管理局（FDA）核准愛爾蘭的伊藍大藥廠把...

新型抗生素 - 科技大觀園 - 科技部

人體的共生微生物不只生活在大腸中，身體表面以及身體的開孔都有，例如鼻孔。體表的共生細菌，大家最常聽說的是金黃色葡萄球菌。牠們是機會主義者，平時無害，但是在特殊情況下就會作怪，甚至造成死亡，例如由皮膚表面的創傷侵入體內，造成敗血症、心內膜炎等。 此外，金黃色葡萄球菌已演化出抗生素抗藥性。過去治療葡萄球菌感染的特效藥是盤尼西林，1970年代，不畏傳統抗生素的金黃色葡萄球菌（MRSA；媒體稱為超級細菌）成為全球性的公衛問題。在我國，MRSA 是醫院內多重抗藥性微生物感染的重大威脅之一。現在萬古黴素是治療MRSA感染最後一線的藥物。 不過人的鼻孔中有許多微生物，光是葡萄球菌至少有兩種，另外一種叫做里昂...

藍色珍寶：海洋微生物天然物 - 科技大觀園 - 科技部

自古以來人類就從植物、動物與礦物尋找藥物，期望裡面所含的成分能夠治療或減緩疾病的痛苦。自從1928年英國醫師弗來明（Alexander Fleming, 1881-1955）由青黴菌發現抗生素以來，使用微生物所生產的天然物做為藥物的來源，特別是抗生素，就日益受到重視。這裡所謂的「天然物」，是指由生物產生的天然化學成分，這些化學成分常常具有生物活性，可以做為藥物或應用在生物技術上。 隨著陸地微生物資源被充分開發，產出的活性天然物也逐漸減少，海洋微生物資源便受到重視。海洋微生物因需適應和陸地不同的物理與化學環境，選擇與陸源微生物不同的生化代謝途徑，可產生新結構的化合物，而有潛力做為藥物使用。 抗生...

手機的奇幻漂流(三)：智慧手機的工作與未來 - 科技大觀園 - 科技部

忙碌了一天，疲倦的走進牙科診所，想進行牙齒的維修保養之際，當牙科醫師啟動牙科手機(Dental Handpiece，又稱「鑽牙機」)不到10秒時，醫師口袋傳來一個友善的鈴響，說明剛啟動的牙科手機在透過智慧型手機的麥克風與APP的診斷下，認為當下的牙科手機是不建議使用，因為這支牙科手機，在其轉動的陶瓷滾珠軸承與其轉動的環道內有些許損傷，如果繼續使用此牙科手機進行高速切削時，會因為其內部軸承損傷所產生的熱效應，傳遞到牙鑽再延伸到牙齒後，對於牙神經的損害將是一個不利的因素。此一工程技術也說明透過智慧型手機微機電系統(micro-electro-mechanical system，簡稱MEMS)的麥克...

胃健康、腸不老–水果是餐前還是餐後吃才對？ - 科技大觀園 - 科技部

健康的胃腸是養生繫命的根本，人體養分有賴胃腸道的消化供給，然而多數人只在意吃得好不好，不在意吃下肚後對健康有沒有益處。胃腸時時操勞，加上國人習慣於「病了才看醫生、痛了才找藥吃」，使得罹患代謝症候群的人數逐年攀升。代謝症候群是肥胖、高血壓、高血糖，和高血脂四種疾病的統稱，和飲食結構脫不了關係：過度攝取動物性食品、脂肪、鹽、糖，再加上五穀雜糧和蔬菜水果攝取不足，都是重要關鍵。最好的方法就是把握「三低一高」：低油脂、低糖、低鹽，及高纖維，除了少吃精緻食物，多運動、多吃蔬果，和控制體重才是根本解決之道。日期：2013/11/19

藍色珍寶：海綿天然藥物 - 科技大觀園 - 科技部

生活在地球上的你，或許自認對陸地生物很了解，但是對於占地球面積百分之七十的海洋的生態，你又知道多少？ 提到海洋生物，你會先想到什麼？是那些常成為桌上佳餚的鮪魚、鮭魚、秋刀魚，還是電影中兇猛的大白鯊，神鬼奇航裡的深海閻王，或是海底總動員裡那些可愛的海葵魚呢？其實今天要討論的並非大家普遍印象中的生物，而是長相醜陋還帶有些許惡臭味的古老原始生物—海綿（sponge）。什麼是海綿 海綿是動物還是植物呢？其實牠屬於多孔動物門。雖號稱是動物，卻不能移動，因牠沒有真正的身體組織，結構和其他無脊椎動物也不一樣，不能自由行動，看來既無生命也沒有固定的形狀。牠的生存範圍很廣，世界各地都看得見，上至潮間帶下至8,0...

手機的奇幻漂流(二)：智慧手機的家庭與工程生活 - 科技大觀園 - 科技部

如今，在科技的運作與連結下，整合網路、通訊、影視娛樂的服務，會讓數位生活就如同身在五星級飯店一樣，無論身在何處，都有處處為你設想的專人生活服務意境。數位家庭概念逐漸在消費者心目中形成。舉例而言，鏡子是生活中常見的用品，也常是童話故事的主角之一。以手機驅動的魔鏡將架構了智慧生活多媒體平台。想像透過手機的魔鏡系統，可提供時間查詢、多媒體影音播放、行事曆查詢、網路氣象、新聞檢索等服務。它結合了自動語音辨識技術，以聲控的方式操作魔鏡，且配合語音合成及立體精靈影像輸出，達到生動便利的人機互動。利用影像追蹤技術，讓魔鏡精靈可以追蹤使用者臉部的位置，擬人化地與使用者交談，也提供像是下載即時的網路新聞和網路氣...

藍色珍寶：養殖型海洋生物的藥用資源 - 科技大觀園 - 科技部

21世紀的人類仍受癌症、新型急性病毒、心腦血管病變等重大疾病的威脅和困擾，亟需更有效的藥物來治療。從生物體中尋找有用化學物質當做藥劑使用，是以前科學家就在努力的目標，例如目前醫藥界較常用的150種處方藥中，就有57％的藥物源自於天然化合物，而其中屬於抗癌和抗傳染性疾病用藥的比率超過60％。 很多海洋生物在長期的進化過程中，為適應高鹽、高壓、缺氧等艱難而苛刻的環境，以利其生存和競爭，使得所含有的二次代謝物質常在結構上有相當程度的奇特性，且常和陸源性的天然化合物有所差異，於是許多學者便把尋找新藥的目標逐漸轉移至海洋。 依據美國國家癌症研究中心的統計資料，海洋動物是在目前臨床試驗的篩選過程中，表現出...

手機的奇幻漂流(一)：智慧手機的便利 - 科技大觀園 - 科技部

早期手機只是一個通訊語音設備，隨著時代和科技的進步，智慧型手機誕生了，手機不再只是一個語音的通訊設備，轉而變成了一個多功能的通訊設備，而且通訊只是當中一小部分的功能，舉凡能在電腦工作的功能，例如：瀏覽器和電子郵件、檔案讀取或編輯、影音多媒體播放、照相及錄影、GPS導航等等，身受現在的大眾喜愛智慧型手機多項功能，個人已經可以以自身為中心，藉由0101的訊號與數位或是類比語音的傳遞可以與世界接軌，如同電影露西(Lucy)情境般，每個人的手機號碼就是一個識別ID，在類比與數位的訊息當中持續發送與接受(如電子郵件、Line)，就如同在瞬時萬變的空間當中，透過手機的運作，可以在時間軸上將自己往前運行，手...

藍色珍寶：海洋生醫–人類醫學發展的終極防線 - 科技大觀園 - 科技部

從健康的角度來看，人的一生都在追求活得好、老得慢、病得輕的優質生活。然而在面臨內外環境各種壓力和意外狀況時，身體便產生不平衡的生理現象—疾病。縱使現今醫藥進展已不可同日而語，但對於許多疾病的發生和治療仍力有未逮，甚至束手無策，嚴重影響人類追求優質生活的目標。 過去人類的生活都是以陸地為主，一直到1970年代，才開始對海洋有更深的了解。小於地球表面積30％的陸地已能讓人類順利度過數百萬年，在未來的數百萬年中和占地球表面積70％的海洋又會產生怎樣的關係？到底未知的海洋會帶給人類什麼樣的生活？現在無法解決的醫學問題，隨著人們對於海洋的了解，開始展露出曙光，是否可以在海洋中找到答案？疾病的守護者 根據...

湧出地表的水花園 - 科技大觀園 - 科技部

位在亞熱帶的台灣，是一座四面環海的高山島，周圍海面帶來的水氣降在山林，水在地面上­順著地勢向下流動，或者滲入地下，在不透水的厚泥層之上形成含水層，以緩慢的速度向低­處流動，形成地下伏流，當地下水位高於地面，水自然湧出，形成湧泉。在台灣，除了嘉南平原外，湧泉廣泛分布在全台各地。這些來自天上的水，是台灣最重要的淡水資源。 本系列節目由科技部補助慈濟大愛電視臺製作 每週六晚09:00 ~ 10:00於大愛電視頻道（CH09）播出 本系列部分已播畢內容可在本園及大愛電視YouTube頻道重溫日期：2016/4/11

氣候變遷專題（二）：海燕強颱無力促使COP19形成具體共識？ - 科技大觀園 - 科技部

後《京都議定書》的全球氣候治理文件預計要在2015年於巴黎討論出來，屆時各國將簽署一份義務內容具體的法律協議。 然而，此份醞釀中的抗暖文件能否順利產出，與2013年在波蘭華沙召開的第19屆聯合國《氣候變遷框架公約》(UNFCCC)締約國會議(COP19)和明年於秘魯利馬召開的第20屆會議有關。值得一提的是，在華沙召開會議期間，正逢超級強颱襲擊菲律賓，並造成大量的人員傷亡及財物損失，與會的菲律賓代表特別高聲呼籲，各國與會代表要盡速討論出具體的事項，同時宣布他將以絕食來讓各界正視氣候變遷問題，引起全媒體大幅報導。 但要各國在COP19會議上形成任何具體共識，幾乎是不可能之事。唯一可望達成的，大概就...

如何活得老而健康 - 科技大觀園 - 科技部

目前國內65歲以上人口已達全國總人口數的12.1%，台灣已進入高齡化社會，加上出生率偏低，國人人口老化速率將達世界之冠。老年人面臨心血管疾病、癌症、糖尿病、失智症等退化性疾病，造成生活品質下降，家庭與社會負擔增大，且活得沒有尊嚴。本次科普講題「如何活得老而健康」討論以下三個子題。首先綜論人類文明史與人類疾病的演化，特別將以「動脈粥狀硬化導致的心血管疾病」為例。第二個子題將述及老人醫學與後基因體世代的代謝體學如何找出老年人跨入退化性疾病的徵候，及其涵義的解讀，這一項目將以代謝症候群和第二型糖尿病為例。第三子題將進而討論銀髮族應如何自我追求健康，以及年青世代如何關注長輩的健康，從而及早做好個人化的...

探索細胞內生物分子交互作用機制 - 科技大觀園 - 科技部

細胞像是一個藉由演化所產生的精緻工廠，當外界食物以及空間充足的時候，細胞會視需要擴廠。當外在環境改變的時候，細胞會調節生產線，控制產品組合。由於外在資源有限，生物各物種或個體間資源競爭激烈，目前存活的物種，大多擁有盡可能讓後代延續的機制。在大多數的細胞工廠中，DNA是遺傳物質，藉由轉錄(transcription)產生信使RNA (mRNA)，轉譯(translation)產生蛋白質(protein)，由蛋白質機器執行功能。當蛋白質被轉譯出來後，會折疊成固定構型，導致某些原子在空間上有特定的相對位置。當不同蛋白質或是受質間適當的相對位置碰在一起時，就可能產生反應，一連串相關的反應表現出生命現象...

氣候變遷專題（一）：最新氣候變遷報告 AR5增加情境分析 - 科技大觀園 - 科技部

國際間關注與研究各種氣候變遷現象最力的單位當屬IPCC，該組織的第一工作小組（Working group I，WGI），負責檢視人類活動與各種氣候變遷現象間的因果證據，2013年公布AR5，這份報告是繼2007年AR4之後最新的全球性氣候變遷評估，立刻受到國內外媒體大幅報導。本文將扼要介紹目前WGI所提供之報告重點，並就其可能存在的疑慮一併加以說明。 從WGI提供給各國決策者參考的報告內容來看，有幾項關鍵內容值得注意：

楓糖尿症之營養管理指引 - 科技大觀園 - 科技部

楓糖尿症(Maple syrup urine disease, MSUD)是一種罕見的體染色體隱性遺傳代謝疾病。病患因為體內缺乏支鏈甲型酮酸去氫酶素(branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex, BCKD)，使得支鏈胺基酸(白胺酸、異白胺酸、纈胺酸)的氧化去羧基反應的第二步驟無法進行。這三個支鏈胺基酸因此堆積在體內產生毒性，對腦細胞造成傷害，新生兒也會散發出一種楓糖漿的甜味。典型的楓糖尿症嬰兒，體內殘留的酵素活性低於3%，出生後就會有症狀出現。沒有治療的新生兒，出生後12~24小時內可以在耳垢聞到楓糖的味道，48~72小時尿液中就會出現楓糖...

氣候變遷專題報導（四）：未來氣候變遷的推估 - 科技大觀園 - 科技部

聯合國成立「跨政府氣候變遷小組」（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC），針對進行中的全球暖化現象，擬定各種可能的溫室氣體濃度變化趨勢，再運用氣候模式預測對應溫室氣體變化的全球氣候變化趨勢，據以評估其所引發的氣候變遷，對各地之潛在衝擊，提供各國政府預為因應，研擬調適策略，期以度過此波人為的氣候變遷危機。 IPCC每隔5－6年，即會因應全球暖化的發展趨勢，訂定不同的暖化情境，再由全球氣象單位（如國家氣象局或國際認可的氣象/氣候研究中心）依據IPCC所推估的暖化情境，驅動模式進行氣候預報，時間自現今推估預報到2100年甚或更久，再經由分析預報...

承啟下一個台灣茶道百年志業的 「熷烏龍茶」 - 科技大觀園 - 科技部

丘陵上林立的茶園、旅客熙攘的精品茶坊、民族特色的採茶音樂，店家琳瑯滿目的瓶裝茶和手搖杯，茶葉、茶道、茶產業伴隨著台灣歷史，走過了上百個年頭。茶飲乘載著文化與歷史深植於我們的生活中。 你一定聽過「回甘、不澀、養生解毒」的廣告詞，也可能看過一些能讓茶變得更好喝的茶道技法。以科學的角度來看，這些感覺與功效，代表可能存在有某種化學反應或物質參與其中。目前，中興大學生物科技研究所曾志正教授的團隊，正陸續以科學方法解析其中機制，並設計出風味獨特的「熷烏龍茶」，從原分子的尺度一窺茶道千年的奧秘。好茶三要素：回甘、不澀、養生 回甘的滋味與程度，是判定茶的重要指標。無須加糖，也無法用任何的糖來取代回甘的感覺。...

掀開DNA指紋神秘的面紗 - 科技大觀園 - 科技部

1984年，Jeffreys 從DNA試驗的圖像發現了DNA指紋。它是由許多條DNA環帶組合而成。除了同卵雙生外，不同的個體會有不同的DNA指紋。建立DNA指紋所需之DNA樣品，可萃取自血液、精液、唾液、毛髮、尿液及肌肉等。同一個體任何細胞所得之DNA指紋完全一樣，且環帶遵循著孟德爾遺傳法則由雙親傳至子代。其用途頗為廣泛，除了可用於個體、親子、性別、種別等之鑑定外，復可用來進行分類學、基因圖譜、分子選種及疾病診斷分析等之用。建立DNA指紋的方法很多，本演講將作重點式的介紹DNA指紋。日期：2015/10/5

氣候變遷專題報導（三）：台灣的氣候變遷 - 科技大觀園 - 科技部

全球暖化源自溫室氣體的顯著增加，強化的溫室效應進而引發全球溫度上升。雖然如此，但溫度上升幅度各地有所不同。例如，陸地高於海洋，極區高於赤道。在暖化不均的背景下，各地增溫的差異，可轉化以反應熱源變化強度也有所不同。顯著增溫的地區其空氣受熱上升，而增溫不顯著地區的空氣，相對而言便屬於偏冷，空氣傾向下沉。當大氣質量因反應熱源變化差異而重新分布後，將造成全球性與區域性的環流變化，風場隨之變異。水氣由於通常伴隨風場輻合而轉化成降雨。因此，各地的降雨型態在全球暖化下，因環流與水氣傳送改變也將產生變異。全球暖化所引發之氣候變遷現象，通常反映在溫度與降雨型態的改變。 根據「2011年台灣氣候變遷科學報告」，台...

絕不輕言放棄的邱博文 - 科技大觀園 - 科技部

被譽為「神奇材料」的石墨烯是個單原子層厚的二維材料，獨有的物理特性無論是在半導體、3C，甚至是生醫產業上都有創新性的應用價值。清華大學電子所所長邱博文教授所帶領的石墨烯國際研究團隊，成果已獲得多項國際頂尖期刊的刊登與國內外大型企業的研究資助。在各國紛紛挹注龐大資金，展開石墨烯相關的研究與技術佈局的同時，邱博文教授究竟經歷過哪些磨練？使他能在一片紅海中，突破重圍走出自己的路，讓我們來一探究竟！立志以學問翻轉貧困生活 大多數人小時候對未來的職業總有許多美好的期待，但邱博文卻很平凡，只希望能當一位不必拿榔頭的「讀書人」。邱教授表示：自己這麼卑微的期望跟小時候的背景有很大的關係。「小時候家境並不好，因...

氣候變遷專題報導（二）：全球暖化與海洋變遷 - 科技大觀園 - 科技部

隨著人類活動持續增加排放二氧化碳，造成溫室效應增強，引發全球暖化的持續發展，首當其衝的雖是氣溫的增加，但同時間，額外的熱能也儲存於海洋，造成海洋增溫。由於海水的比熱比陸地土壤高，吸收同樣熱能時，雖然陸地增溫通常大過海洋增溫，但是海洋所累積的熱能，絕對不容輕視。就能量分配而言，能量會優先往較低溫的地區傳送，極區的增溫幅度因而遠遠大過熱帶區域。因此，全球暖化下最具代表性的現象便是兩極地區的持續融冰。 全球暖化背景下，地球的自然環境發生改變時，也會對海洋造成莫大衝擊，其效應則會因回饋機制再影響大氣的氣候狀態。海洋內最重要的環流系統是溫鹽環流。當墨西哥灣流流往北大西洋東岸時，乘載的暖海水提供歐洲熱能，...

三人行更健康？ - 科技大觀園 - 科技部

粒線體號稱細胞的發電廠，是不可或缺的胞器。粒線體也是奇異的胞器，因為它有自己的基因組；人類粒線體基因組包括37個基因。根據流行的理論，粒線體本來是獨立生活的細菌，後來被原始真核細胞吞噬，成為真核細胞的一部分。這就是真核細胞的共生起源說。 粒線體基因組裡的基因要是有缺陷、無法發揮功能，會令人體弱多病，而且往往早夭，目前醫師仍然束手無策。女性病人的卵子裡要是充斥的是有缺陷的粒線體，子女也會遺傳到同樣的粒線體。解決之道只有一個：更換卵子中的粒線體。對於這種療法，生醫界、人文學者與社會大眾還沒有明白的共識。但是英國已經通過法律，允許醫師進行更換粒線體的療法，使受精卵包含健康第三者的粒線體。換言之，最後...

氣候變遷專題報導（一）：全球暖化的正回饋機制 - 科技大觀園 - 科技部

2015年12月195國代表會聚巴黎，經過二週的談判與協商後，終於通過「巴黎氣候變化協定」(簡稱巴黎協定)，明訂目標為全球平均氣溫的上升幅度在2100年前不超過2℃，並努力向1.5℃邁進。且在2050年後，使人類活動的溫室氣體排放量與自然界的吸收量取得平衡，以維持地球永續生存發展的適宜環境。 巴黎協定目標的達成與否，端視現今全球暖化的趨勢與速度，以及各國政府所執行調適策略的適宜性與確實性。科學資料顯示，全球測站(陸地與海洋)年均溫的平均值於1900-2000年間增溫之幅度為+0.69℃/100年，但最近1981-2015年期間，氣溫增幅卻猛然上升到+1.57℃/100年，暖化的趨勢明顯變快。全...

地瓜的ID+營養 - 科技大觀園 - 科技部

今天的主角是地瓜，地瓜又叫作番薯、甘藷，是人體腸胃裡最重要的清道夫。台灣用來食用的地瓜，可是有一千多種，台南的新化區就是地瓜的大本營之一，包括市場上常見的黃心、紫心、紅心地瓜，甚至專門給人食用的地瓜葉等等，都是有專業的分工生產的喔！ 1. 吃地瓜容易排氣： 因為地瓜含有寡糖，寡糖不能被胃和小腸的酵素分解，一直到大腸才會被大腸裡的細菌分解產生氣體，隨著氣體含有豐富的纖維質，讓排便順暢，因此吃地瓜容易排氣。 2. 吃地瓜比吃白米好： 白米因為殼通通去掉了，只剩下澱粉質，澱粉質只剩下碳水化合物，就是熱量。跟地瓜比較起來，有纖維、維生素、礦物質，還有一些植化素，所以光這兩個食物來講，建議吃地瓜會比吃...

文化創意產業的虛與實 - 科技大觀園 - 科技部

作家兼評論家張大春先生曾經說過：「文化創意產業就是一場騙局。」這些話引來社會上的一番議論。就在臺灣政府大力推動「軟實力」，以及世界各國早已存在的創意風潮下，所謂「文化創意產業」（Cultural and Creative Industries）的面貌為何？在推廣與運作之間，它有虛與實，值得大家討論。 當文化政策由官方推動時，政府是如何透過文化創意產業的形塑、主管與推動機關的建置，而落實文化創意產業政策呢？ 文化部針對文化創意產業，推動「創意臺灣—文化創意產業發展方案」。雖然這一個方案由文化部主導，但是部分文化創意產業也有經濟部的參與規劃執行，執行期程由2009年至2013年。這一個方案以4年兩...

大腦與語言：演化及發展 - 科技大觀園 - 科技部

人類的語言與動物的語言有何差異？這些差異與大腦的結構有何關連？這場演講將由人類的大腦演化出發，說明我們是如何由牙牙學語發展為成人的口若懸河。在單語，雙語，或多語的環境中，人類的語言發展又會呈現何種不同的風貌。本次演講中，周教授以臺灣及其他國家的研究，介紹遺傳及環境如何共同塑造我們所使用的語言。最後，周教授以實例說明閱讀障礙，自閉症，及精神分裂症等語言缺損，這些患者的神經機制的運作，與一般讀者的神經機制的差異。註：本次演講的圖像資料，部分涉及出版社的版權，為免爭議並維持演講的完整性，僅將圖像縮小處理，若造成閱讀不便，謹此致歉。日期：2014/10/6

土壤免疫力 - 科技大觀園 - 科技部

過去20年，腸道菌群是個熱門的研究題目。現在我們知道，腸道菌群參與我們身體的生理運行，甚至包括免疫、神經系統。 其實微生物也參與了植物的生理。土壤裡有大量微生物，能影響植物的健康。早在1931年，加拿大土壤微生物學家、植物病理學家亨利（Arthur W. Henry, 1896-1988）便發現，感染小麥根腐病的秧苗要是種在無菌土壤中，發病率大約50％；要是在無菌土壤裡摻入野外的土壤，發病率便大幅下降，因為野外土壤中的腐生菌能壓抑病原真菌（一種旋孢腔菌）。 不過，以土壤微生物抑制特定病原，目前仍停留在試誤法階段，因為其中的機制相當複雜，涉及植物、病原，以及土壤微生物群的多方互動。例如病原與植物...