Charlie King的部落格

之前在讀研究所時，研究室旁邊的空地剛好在蓋新大樓，看著工程車每日進出，工人們的身影上下挪移，大樓高度逐漸上升，平均一層樓只花一周就可完成。那時在想，我用南寶樹脂塑形也要一天才乾，那外圍以木板包圍重達數噸的混凝土塑造的一層樓是如何快速乾涸凝固呢?但這好奇心並未維持很久就被其他事給覆蓋了！直到這本書「10種物質改變世界」中講到混凝土的小知識，才赫然發覺我誤以為的知識在所謂的專家面前是有多愚蠢。

這裡邊提到十種材料都是我們周遭最常出現的，比如鋼、紙、混凝土、巧克力、發泡材質、塑膠、....等。為何 「鋼」 是作者米奧多尼克列為第一個要介紹的材料，原因是高中時，他有次放學搭地鐵回家，被人勒索不成而遭受攻擊，攻擊者以剃刀刀片一口氣劃穿了五層衣服。內心受到震撼的他，不是封鎖內心恐懼與他人接觸，而是開始對曾與他肌膚之親的鋼著迷，發現在警局做筆錄時簽名的原子筆頭是鋼、在家吃飯的湯匙也是鋼，這怪異的舉動，甚至讓他父母想帶他去看心理醫生。直到他在牛津大學成為材料科學博士，然後在某個悠閒的午後坐在頂樓留下片刻身影的瞬間，開始解說日常生活中常見物質背後那精采絕倫的故事。

看到上述材料中出現「巧克力」，沒錯，就是你心中所想的巧克力。之前我一直認為巧克力應該只侷限在食材，直到這本書作者因對材料的癡迷，帶著好奇心跑去產地挖掘可可豆的製程歷險，所吃的巧克力居是一連串奇妙的分離與組合。可可豆透過不同商業機密的發酵與曬乾後進入烘培製程，加溫的過程中，可可豆內部的碳水化合物與蛋白質會形成梅納反映，這反應跟之前發酵產生的酸和酯發生作用，帶來不同的果香、堅果味和某種鮮味，並減少苦澀感。但這階段的可可豆，仍因為油脂味太重而無法彰顯出它的可貴，直到荷蘭巧克力公司在1828年用新發明的機器將可可脂與可可豆顆粒分離，用可可粉沖泡出的飲品才獲得如絲絨般潤滑口感。後來又有天才想到將分離的可可脂與可可豆兩者依比例混合，得出了讓人驚嘆的美味，此後巧克力才開始在全球流行起來。

可可脂除了因為是植物界最精緻的油脂之一，還因為它的熔點和人體溫度相近(表示它可以固體方式存放直到跟人體接觸才融化)、含有天然抗氧化成分(可以防腐)，所以它也成為了高級面霜和乳液的基本成分。而可可豆內部所含的可可鹼與咖啡因是一種興奮劑和抗氧化劑可以刺激大腦活動，讓疲憊狀態的人們吃下巧克力後能恢復些許體力繼續上工。

再回來說混凝土，這項材料在古羅馬時代就已出現蹤影，從羅馬浴池到萬象宮殿的穹頂都由混凝土構成，只是當時的材料是從火山附近的岩粉直接加水構成，而非如現代以機械工廠研磨加工。當肉眼看到泥漿注入被塑型的容器後，我們很自然以為水分會在空氣中蒸發逸散，然後就像泥巴一樣結塊；但在微觀的世界中，膠化的水泥會不斷增生許多像纖維般的絨毛晶體，這些纖維會緊緊糾纏住水泥內的物質，如岩塊、水、鋼等，增生的纖維不斷的交錯鍵結也變得愈發穩固。這個過程從灌漿後的24小時就能達到「夠硬」的程度，足以支撐人在上面行走，但整個化學反應要到數年後才會慢慢消失。

但鋼筋水泥構成的大樓還是會怕裂縫產生，除了可能破會大樓的剪力也怕酸雨鹽水的入侵，鏽蝕內部的鋼筋，未來的混凝土內部只要添加某種細菌，那種菌只要把流入裂縫內的水吃掉，就可排泄出方解石，這些方解石是碳酸鈣的一種會和混凝土鍵結後把裂縫填滿；另外，表層塗上透明的二氧化鈦的混凝土不但可以分解沾附其上的有機汙垢也可以減少空氣中的氮化物，但為什麼周遭建物幾乎看不到裸露的混凝土建築呢?因為大部分人(包含我)都無法接受混凝土的素顏。

書中透露材料的樣貌很多都跟顛覆我們的認知，因為我們以肉眼直觀的狀態下，僅能看到一個物體它被拆解後的狀態，但作者以他渾厚的材料知識背景，引領我們進入微觀原子化的世界中。從它簡單的手繪圖、迷人的類比與有趣的故事，以深入淺出的方式描述材料的組成、特性與歷史進程等。原來每樣材料都像俄羅斯娃娃一樣，結構都是一層收著一層，只是每一層都細緻到肉眼無法看見、每一層都緊貼著外面那層，直到構成我們手能感覺到的觸感、眼能見得之物體為止，而這些材料中最基本的構成就是原子。下面這張圖就是作者在書中所做的類比，清楚明瞭。

(圖片來源: 10種物質改變世界)

前些日子我到亞洲大學的安藤館參觀，一邊欣賞它裡面的文物，一邊感受建築藝術帶給我的洗禮。途中遇到一位解說員在對貴賓介紹安藤館內的特點，在他停頓時，我把在書上所讀到有關混凝土的知識分享出來，並提出我對安藤館中清水混凝土方面的質疑，他在回答完我的問題後，還特別問我是否為建築系的學生。沒想到我無意中閱讀的一本材料科學的書籍，除了讓我對材料的知識增長些，也使我對這個世界的組成多了些不一樣的看法。