魔法黑白變–解開苧麻線漂白的秘密 傅麗玉 國立清華大學 原住民族科學發展中心 lyfu@mx.nthu.edu.tw 織布在許多台灣原住民族的文化中是婦女一生非常重要的工作,尤其是泰雅族、太魯閣族與賽德克族傳統文化中,如果一位婦女不會織布則無法獲得文面的資格。文面是非常重要的榮耀,沒有文面的婦女將來是無法通過彩虹靈橋,因為在橋的入口處有一隻螃蟹守護著,螃蟹會檢查女子的手掌和文面,如果女子手掌沒有薯榔染色的痕跡,立刻會被螃蟹推入橋下的深淵中,永遠無法到橋上。苧麻線是最重要的傳統織布材料,但也有許多與苧麻相關的禁忌,都是要特別注意。例如不可在屋內剝麻與剮麻」的工作,否則會帶來不吉利。男子若碰觸苧麻線,打獵時就會打不到獵物。 圖1:1920年之前霧社巴蘭部落的文面婦女在織布(二南堂,1999) n 取苧麻織布的基本步驟 圖2:在清流部落看到的全株苧麻 (傅麗玉攝,2006) 苧麻,英文名字是「Ramie」,在台灣俗稱為「袋仔絲」。在植物分類上,苧麻為蕁麻科苧麻屬,單葉互生,長葉柄,葉呈卵形而尖,葉緣有鋸齒狀,葉基為闊楔形,葉子表面粗糙。苧麻的葉和小枝上有濃密的細毛,葉子背面有白色絨毛,因此又稱為「裏白苧麻」。取苧麻織布的步驟相當費力費時。首先要選擇適當地點種植苧麻。從種植到收割至少六個月以上。苧麻收割後先進行「剝麻」,剝莖皮並刮莖皮。然後用剮麻器進行「剮麻」,將苧麻莖的表皮去除,取出苧麻莖皮內的纖維麻絲,用清水清洗粘液,曬乾後搓揉捻紗成可織布的線。接著用炭灰水煮麻線,完全去除晒乾後粘在麻線上的苧麻粘液,使麻線變成白色的素線。若有需要染色,則加入染料煮麻線。再清洗後曬乾。將麻絲放進舂米的臼,加入小米糠揉搓混合,並用杵舂麻線,讓麻線吸入小米糠的油份,讓麻線更柔軟光滑。在屋外將清水洗過的麻絲曬乾後,素線或染過的麻線曬乾後整經上架織成布。 圖3:1920年之前的泰雅族婦女曬苧麻(二南堂,1999) n 將苧麻線漂白的傳統方法 用炭灰水煮麻線,使麻線變成白色的素線是苧麻的傳統漂白方法。炭灰水是用乾的山黃麻枝幹燒燼的炭灰加水拌勻,濾除液體中的粗粒與雜質後,將炭灰水放在大鐵鍋加熱,並將苧麻線放入大鐵鍋中煮。煮的時候,火的大小要適中,避免火勢太大,將苧麻線燒焦。同時要攪拌,使苧麻線受熱均勻,每一條苧麻線的每一個部分都能與炭灰水接觸,至少要煮3小時以上。然後將煮過的苧麻線用清水洗淨,再曬乾,就可得到漂白的苧麻線。再用不同的植物染料,將苧麻線染色。薯榔是經常使用的染料植物,其顏色漂亮,又可防止苧麻線被蟲咬或腐壞,是非常好的染料。經過薯榔染色的苧麻線其顏色呈現暗棕色。 圖4:苧麻線放入有炭灰水的鐵鍋中煮後拿到河邊清洗(擷圖自吉娃斯愛科學影片) 圖5:經過薯榔染色與未染色的苧麻線以及染色與未染色的苧麻線所織的布 (傅麗玉攝,2009) n 將苧麻線漂白的化學原理 物質的顏色與物質本身的化學成分有關。物質本身的色素性質不同,加上酸鹼不同,會使物質的顏色發生變化。為什麼炭灰水煮過的苧麻線會變白呢?炭灰水能變魔術的關鍵,就在於炭灰裡面含有碳酸鉀(K2CO3)。在炭灰水中,炭灰所含的碳酸鉀溶在水中變成碳酸氫鉀(KHCO3)呈現弱鹼性。苧麻裡的葉黃素(C40H56O2)化學鍵結構被碳酸溶液(KHCO3)改變,苧麻原本色素的化學結構被破壞,苧麻看起來就是被洗白。 圖6:灰黑的苧麻線可以被洗成白色是因為不同的化學成分會使物質呈現不同的顏色 (擷圖自吉娃斯愛科學影片) 圖7:炭灰中有碳酸鉀(K2CO3)(擷圖自吉娃斯愛科學影片) n 參考資料 1. 二南堂(1999)。人文相本:台灣原住民老照片輯。台北:二南堂工作室。 2. 李亦園、石磊、阮昌銳、楊福發(1997)。南澳的泰雅人。台北:中央研究院民族學研究所。 3. 曾秀英(2017)。穿梭經緯的靈魂符碼–太魯閣族五大圖織技法工具書。花蓮:花蓮縣秀林鄉公所 4. 國立清華大學與原金公司(2017)。吉娃斯愛科學DVD。台北:財團法人公共電視文化事業基金會。
推廣化學活動「哈利波特—科學與魔法的奧秘」 Lydia W.L. Chen1* and Colin N. Yates2 1布魯克大學,聖凱瑟琳市,安大略省,加拿大 2滑鐵盧大學,滑鐵盧市,安大略省,加拿大 *lchen5@brocku.ca n 緣起 誰不想親眼目睹炫麗的化學實驗?讓魔幻的火花點燃你對知識的渴望。推廣化學活動是種既有趣又具備教學價值的挑戰。讓熱愛學習的朋友們一起來盡情地體驗對科學的感動。當我還在位於加拿大西部的阿爾伯塔大學(University of Alberta)攻讀分析化學的博士學位時,我有幸在多位對推廣化學教育悉心竭力的教授們的指導下學習,耳濡目染的薰陶讓我對化學教育有著深刻的感觸。我盼望可略盡棉力,透過《臺灣化學教育》和大家做學術的交流。一同分享我對推廣化學活動「哈利波特—科學與魔法的奧秘」策畫與實施的心得。 選擇活動的主題是首當其衝的話題。既然是要讓大眾都能接受的範疇,就得選擇一個能讓大家都願意去多了解的題材。還有什麼比神秘的魔法和科學的結合更能觸動人們對未知的求知慾呢?J.K. 羅琳的《哈利波特》旋風從1997年出版第一部的「哈利波特—神秘的魔法石」便讓全球的讀者為之瘋狂。加拿大的國中必修的英文課程更將其引進為官方教材。所以我才大膽的以「哈利波特」為主題,進而設計一系列的化學實驗更多人熟悉電影中神祕的魔法往往與化學原理有著千絲萬縷的牽連。再者,通過推廣此項活動能讓更多就讀偏遠地區的學子有更多的機會接觸並實際操作化學實驗。活動的所在地設於加拿大東部的安大略省的亨茨維爾鎮(Huntsville)(人口約一萬九千人)和繁忙的台北市比起(人口約二百六十二萬人是屬於小型的城鎮)。 n 策畫三部曲 第一部:申請資金 加拿大化學研究院(The Chemical Institute of Canada, CIC)內的化學教育基金(Chemical Education Fund)是一個提倡化學、化學教育、和化學工程的公益團體。當我在阿爾伯塔大學就讀時是CIC的愛德蒙頓市(Edmonton)分支的學生代表,所以我深知公益團體有些鮮為人知的資金等著你去申請。我個人的觀點是 "It never hurts to ask!" 也就是說「不問默宰羊(請用台語發音),問了才知道」。在申請化學教育基金時,我希望有人能為我指點迷津,要如何增加成功申請的機率。二話不說,我一通電話打到CIC位於加拿大首都渥太華(Ottawa)的總部去詢問。我把得到的資訊和個人申請的經驗在以下做了個整理。首先務必詳細的列出每一項支出,不僅是購買化學物品的總和,而是每一項化學物品的單價和數量。為了能讓基金會的委員們更能較輕鬆的了解申請活動的內容和對社會的貢獻,最好能引用相關的媒體報導,包括平面媒體及記者的採訪。若活動的主旨是極明確的對社會大眾有教育的性質,而不是為了某所學校招生之嫌,那活動申請被批准的比率也大大得提升了。我照上面列的重點去申請,而在兩個月內,我的活動資金被成功的全額批准。 第二部:設計與宣傳 資金與實驗室的空間是決定學生人數的首要條件。基於實驗的設計和安全的考量,我鎖定的學生是小學五年級到六年級。我從加拿大教育部的官方網上查出這個學區內的所有學校,並逐個打電話去宣傳活動。亨茨維爾鎮僅有五所小學。在短短的三天內,註冊的一百八十個名額已然全部爆滿,可見「哈利波特」的號召力不可小覷。為什麼去選擇用如此費工夫的宣傳方法去聯絡學校呢?要針對鎖定的對象去做適合的宣傳。人口較稀疏的城鎮更注重「人情味」。所以用更直接的談話方式可以讓宣傳達到事半功倍之效。尤於活動的日期是在上課的期間,所以實驗的長短得配合小學上下課的時間。加拿大的小學上學時間是早晨九點至下午三點,比台灣的小學上學時間短。活動的日期是在2014年的4月29日至30日,每天分三個時段:早晨九點到十點,十一點到正午,下午一點到二點。每個時段有三十個學生參與活動。活動的地點在位於亨茨維爾鎮的「滑鐵盧環境研究中心(Waterloo Summit Centre for the Environment, WSCE)」。還有一項不可不提的重點就是得向每個學校有關安全的部門諮詢並撰寫出一份學生安全的切結書。內容包括參與的學生得了解在實驗的過程中有可能潛在的危險,所以實驗袍及安全眼鏡得戴著,並得遵守實驗室的安全守則和聽從老師的指示。每個學生的家長都必須簽下切結書,以保障學校和學生的權益。 第三部:實施 活動的當天,學生們在「牧場看守人—海格」(Jody Andruszkiewicz, WSCE的教育專員)的帶領下充滿期待得走進「霍格沃茨魔法學校」(WSCE)的大門。迎接他們的是穿著黑色魔法師長袍的教授們。「鄧不利多教授」(Dr. Yates)除了歡迎新生們,更提醒有關的安全措施,和把學生們分別編入四個學院:格蘭芬多(Gryffindor)、斯雷瑟林(Slytherin)、雷文克勞(Ravenclaw)、赫夫帕夫(Hufflepuff)。每個學院代表著不同的實驗,是由兩位滑鐵盧大學的學生充當義工來領導最多八位小學生。每十五分鐘,學生們就輪流交替著不同的實驗。所以在一個小時後,每一位參與的學生都有機會親手操作四個不同的化學實驗。為了讓充當義工的滑鐵盧大學的學生有充分的實戰經驗,我給每一位義工都準備了一份詳細的實驗步驟和背景資料。我更親自訓練這些大學生們,讓他們可以有無數次實際操作的經驗,直到他們有信心去示範實驗並帶領大家討論如何解釋他們所觀察到的現象。 每個時段包含了兩個示範表演和四個學生可親手操作的實驗。示範表演包括「消失的鄧不利多教授」(液氮、滾水,請看圖一)和「靈蛇吐信」(過氧化氫、碘化鉀,請看圖二),分別由Dr. Yates和我親手操刀。而學生們親力親為的實驗則有「變大的咒語」(乾冰、甘油,請看圖三),「變色龍的詛咒」(酸鹼指示劑、日常生活的酸性和鹼性溶液,請看圖四),「巫婆的玻璃樽」(乾冰、洗碗精,請看圖五),和「滅光器」以及「碰!爆炸的魔力」(蠟燭、醋、小蘇打粉,請看圖六)。以上的化學實驗設計極適合融入平常的課堂教學,主題包括密度、氫鍵、相位變化、酸與鹼的反應。 圖一:「消失的鄧不利多教授」(液氮、滾水)。一群五年級和六年級的學生在「牧場看守人—海格」(Jody Andruszkiewicz, WSCE的教育專員)的帶領下充滿期待得往二樓的陽台遙望。難道鄧不利多教授來個「乾坤大挪移」把自己換影移形了? 圖二:「靈蛇吐信」(過氧化氫、碘化鉀)。我充當「麥格教授(Professor McGonagall)」。大家都迫不及待得舉手想當我的小助手。 […]