血腦障壁不只是單純的圍牆，而是可以變化與活動的器官。這項新的發現可能給癌症與阿茲海默症等疾病帶來革命性的療法。

艾利希（Paul Ehrlich）於19世紀末進行的著名染色實驗，不僅讓他發現了某種梅毒的療法以及獲頒諾貝爾醫學獎，同時還碰上一個至今仍困擾醫學界的難題。當他將染劑注入小鼠的血液循環系統，發現體內除了腦以外的所有器官都被該染劑滲透了：腎臟、肝臟以及心臟在顯微鏡下都呈現清楚且明顯的藍紫色，只有腦部仍維持蒼白的淺黃色。當艾利希的學生把相同染劑直接注入腦中，卻得出相反的結果：腦變成了藍色，其他器官則否。該學生想：顯然，有某種障壁存在於腦與血液之間。

一直要過了半個世紀，比艾利希當時使用的顯微鏡放大率高出約5000倍的顯微鏡問世後，才有人真正看到深藏在腦部血管中的那個障壁。正常人腦中，血管總共有將近645公里那麼長。這些血管彎來扭去，形成無止盡的糾纏迴圈，將人腦當中約1000億個神經元都涵蓋在內。所有這些血管的內壁都襯附著一層內皮細胞；事實上，人體內所有血管的內壁都由內皮細胞所覆蓋，只不過這些內皮細胞在腦血管內壁的排列方式，要比體內其他位置的血管都來得更緊密。這也說明了為什麼艾利希使用的染劑以及大多數的現有藥物，都不能從血液進入腦中。

早在能看見這層障壁之前，醫生就曉得敬畏並避開它。美國明尼蘇達大學的血管生物學家及血腦障壁專家德魯斯（Lester Drewes）說：「多年來，我們都把它視為一道磚牆。大家的共識是：血腦障壁的存在必然有其道理，所以也不應該去干擾它。」

這種共識已然發生變化。目前科學家知道，該道磚牆其實活動不斷：位於其兩側（血液與腦）的細胞經常相互溝通，彼此影響。不只如此，內皮細胞的細胞膜上還嵌有各式各樣可管制交通的分子通道，它們不讓某些物質通過，卻會護送其他的物質穿透。甚至以往認為體積過大、不可能穿透該障壁的白血球，也能經常穿梭其間，以偵測入侵者。

more

2012年9月的台北，天氣依舊炎熱，位於台灣大學校園一隅的凝態科學館國際會議廳坐滿聽眾，專心聆聽美國史丹佛大學的華人物理學家張首晟以充滿自信而熱切的語氣講述「市集」、「高速公路」與「拓撲絕緣體」之間的關係：電子在晶片中移動，就像跑車開進市集中，再怎麼高檔也跑不快；但這些跑車若在高速公路上各行其道、互不干擾，就可暢行無阻，這就是電子在「拓撲絕緣體」所能做到的事，也可能是未來電腦持續進步的關鍵。

目前電腦計算速度無法持續提升的瓶頸，在於晶片執行運算時因為電阻產生的功耗越來越高，散熱變成嚴重問題。許多科學家都在尋找讓電子傳輸時不會產生功耗的新材料，2006年，張首晟預言厚度超過6.2奈米的碲化汞薄膜可以形成「拓撲絕緣體」，讓電子無功耗地前進，就像跑車在高速公路上行駛一樣。第二年德國烏茲堡大學的莫倫坎普（Laurens A. Molenkamp）就把這種材料製作出來，成為2007年《科學》選出的10大重要發現之一。主導全球半導體發展方向的「半導體國際科技藍圖」（ITRS）更宣佈，拓撲絕緣體應該成為未來幾年各半導體公司重要的研發方向。

因為拓撲絕緣體的研究成果，張首晟近年來連續獲得多項國際物理大獎。台灣大學特別聘請張首晟擔任訪問講座教授，希望借重他的專業與熱情，推動國內相關領域的發展。台大理學院院長張慶瑞指出，張首晟能把很複雜的理論轉化成簡單的道理，就像他的演講一樣雅俗共賞，更重要的是，這使他有能力說服實驗物理學家跟他合作研究，是他高人一等的地方。不過張首晟分析自己能在拓撲絕緣體開創一番天地，在於他求學生涯中所培養的科學品味與戰略眼光。

more

新科技剛出現時總會引起大眾不安，社會大眾花了好長一段時間才對手機習以為常。在此之前，則是電視。更早之前呢，則是曳引機。

所以人們在嘲諷Google眼鏡時，我不禁翻白眼，心裡想：「又來了，我們又不加思索就抗拒新科技了。」

人們最擔心的問題似乎是分心。Google眼鏡看起來就像一般眼鏡，只不過沒有鏡片；這副掛在你額頭前方的鏡架，在右上方裝了小小的螢幕。你只要碰觸眼鏡腳，並說出語音指令，就能指引它做出類似智慧型手機的功能，像是提醒你行事曆上的活動，以及找出附近的壽司餐廳。

正是我們需要的，對吧？反正現在已經有人一邊開車一邊看簡訊和影片，甚或更無禮的人，跟你當面交談還一邊瀏覽電子郵件。

不過這些擔憂是受到誤導的。當我終於有機會體驗Google眼鏡時，我注意到他們並沒有把任何東西放到你眼前，你在講話時仍然可以跟對方的眼神接觸。你還是看得到前方的道路，螢幕很小，根本不會擋到你的視野。

more

你有這樣的經驗嗎？窗前滿是光，疑是月亮光，舉頭望路燈，低頭睡不深。

為推動節能減碳，LED路燈漸漸取代傳統路燈。然而，看似明亮的LED路燈，其實光學利用率只有20~45%，其他的光會因照往上空或其他角度而成為無效照明，不僅浪費能源，過亮的燈頭形成眩光還會干擾鄰近住戶（尤其是往水平照射的光），成為光害。

一般防止眩光的做法是使用間接照明，也就是「把燈藏起來」，例如埋在燈箱中或在燈外加燈罩，但這麼做只會降低光學利用率。另一種做法是加裝擴散片（diffuser），這是一層黏附於壓克力板的薄膜，經由薄膜上特殊的光學設計，調整光射出的角度與方向，讓光均勻發散。不過，傳統的擴散片是在薄膜添加擴散粒子，雖然光會往前後發散，看起來較不刺眼，但能量效益仍然低。

中央大學光電科學與工程學系教授孫慶成與永豐興科技公司、贏創晶盛材料公司共同研發的「微結構擴散片」，是在薄膜上形成凹陷的溝槽陣列，讓光經由這些溝槽而折射，藉由不同形式的溝槽設計，就能調控出不同的光形與均勻度。如此可讓路燈發出矩形光形，較一般LED路燈打出的圓形光形更符合路面設計，讓整條路看起來燈源亮度低但路面明亮、光線分佈均勻，光學利用率也可提高到55~80%。相較於傳統路燈約有20%、一般LED路燈最多達10%的光往上空和水平照射，此設計讓往這些方向的光降低至2%，大幅減少光害。

more