新年到，來一口科技部知性的空氣！
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🌬【吸一口知性空氣】💨
最近好像流行販售各種口味的空氣，就小編看到的產品，有山上的、市區的、精華市區的、猛禽呼吸過的、清新公營媒體的、南極的、附贈洋芋片的 (?) ……而容量差不多都是一個保特瓶大小。
這樣一瓶可以吸多久呢？🍾
其實一口就沒了。
一般情況下，人們每次吸進、呼出的氣體容積皆約 500 毫升。人類平均每分鐘呼吸 15 次，吐納七公升的氣體。
正常吸氣後，緊接著再深深吸一口氣，多吸入的氣體容積約 3100 毫升；而呼氣到不能再呼氣為止，肺中仍會存留 1200 毫升左右的氣體。
大家都知道呼吸非常非常重要，關乎生命。但一直到 17、18 世紀後，有了顯微鏡可以更細微的觀察肺臟等人體結構🔬；物理和化學知識也萌芽，科學家逐步解析出空氣的成分，人們才開始對「呼吸」的生理機制有系統性的了解。
時至今日，「呼吸」這件事仍有許多未解之謎，例如：人可以暫停呼吸多久？又是什麼機制決定暫停呼吸的極限時間？
大多數人無法閉氣一分鐘以上。可是，肺裡的氧氣足以讓我們 4 分鐘不呼吸，而血液裡二氧化碳累積至有害程度也沒這麼快。顯然，早在身體實際受到傷害前，就有某種力量驅使我們趕快再度呼吸，這被稱為「中斷點」。
科學家對此相當好奇，但「停止呼吸」的實驗並不好做──讓受試者自行控制憋氣到昏迷很困難😵，外力控制則有安全疑慮。
研究這個除了闡明生理機制，也可幫助一些癌症療法、減少執法過程中讓嫌犯意外死亡。
──也可以順便了解，遇到僵屍時🧟♂，暫時停止呼吸可以爭取多少應變時間。(誤)
⚙ 要說哪邊有最乾淨的空氣，大概莫過於「無塵室」（clean room）了。
日常生活中，空氣飄散著灰塵、皮屑、黴菌孢子、細菌、煙霧、花粉、布料纖維、昆蟲糞便等等。一般室內，每立方公尺的空氣就含有幾百億個微塵粒子。
這些微塵粒子非常小，要用「微米 μm」做為單位，也就是一公尺的一百萬分之一。它們除了可能引發人體過敏，也會影響精密儀器和醫療手術。
（想像一下，現在晶圓已達到奈米級水準，隨便沾上幾顆灰塵，可能就毀了電路~）
1960 年美國物理學家惠菲爾德（Willis Whitfield）設計出第一個完善的無塵室，讓一個空間內的微塵維持極低量，並嚴格控制氣流分佈與流速、溫濕度等環境條件。至今無塵室已成為半導體工業、醫材藥品、衛星、精密光學儀器等等領域的製程中，不可或缺的設施。
現在國際間常以「ISO 14644-1」和「Federal Standard 209E」為無塵室標準，以空氣中懸浮粒子的容許量分級。
例如，後者的「class 100」意思是「每立方英呎含有 ≧ 0.5μm 粒徑的微塵粒子數量不超過 100 顆」，很驚人吧！我們國家太空中心的無塵室就有這個等級～
P.S.「Federal Standard 209E」標準已於 2001 年廢止，但仍有許多單位沿用，國家太空中心使用的標準也是「Federal Standard 209E」。
20181227 新增
P.S.(2)： 摘錄一下科學人該期完整全文的段落，說明一下這類研究為何可以減少執法意外：「實際了解停止呼吸，也可能對執法人員在必須強力制伏嫌犯時有用。全世界每年都有人在被制伏的過程中意外死亡。代謝速率升高、胸腔壓迫、血氧下降和二氧化碳上升，都會縮短一個人停止呼吸的時間。所以一個正在生氣的人經過打鬥或者被強力制伏，可能會比放鬆的人更需要提早喘口氣。」（若沒特別說明，會顯得好像執法人員刻意讓嫌犯出意外似的😅）
圖：科技部的知性空氣，吸一口，寫計畫靈感如泉湧。科技部 FB 編輯攝。
🔎延伸閱讀
科學人，〈暫停呼吸的極限〉
http://sa.ylib.com/MagArticle.aspx…
泛科學，〈巴瑤人X脾臟X基因變異：讓真人版水行俠潛水很久的秘密是？〉
https://pansci.asia/archives/140120
🔎參考資料
科學人，〈暫停呼吸的極限〉，201206，vol.124
賴義隆、賴亮全、吳莉玲編著，《呼吸生理學》，金名圖書，2013
Marshall Brain著，畢馨云譯，《工程之書》，時報出版，2016
無塵室分類標準
http://www.rac.ncut.edu.tw/jsp/book/t9/standard.pdf
國家太空中心，整合測試組介紹
https://goo.gl/t9o8fa
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