勇闖工研院實驗室01：生活科技的祕密基地

「科學家們的實驗室」聽起來離我們好遠，
但你知道許多生活用品是從實驗室誕生嗎？
LED行人專用號誌燈「小綠人」必須通過測試才能上路，
新冠病毒檢測系統「疫開罐」快速又準確……
實驗室裡還有哪些神奇的東西？
科學家有哪些神祕的任務？
快跟著小小偵探團一起勇闖工研院實驗室！

如何培養孩子的「科技力」與「科學力」，是臺灣目前教育現場極為重視的課程領域之一，不只希望孩子熟悉使用各項新科技，也注重動手作、動腦想的科學能力，更重要的是，培養科學思維與科技素養。
《勇闖工研院實驗室》帶領大家揭開工研院實驗室的神祕面紗，一探第一線實驗室的真面目，透過這個難得體驗，讓小讀者們藉由科普閱讀，培養科學思維與科技素養，同時了解臺灣在生活上、產業上，都有很多領先全球的科技呢！

臺灣第一本「各個實驗室大解密」科普知識書！
工研院Ｘ幼獅少年
帶你一探工研院實驗室裡的祕密！

【推薦序】
撒下科技創新的種子
◎工研院副總經理暨行銷傳播處處長 林佳蓉

科技，是推動世界演進的重要力量。
從工業革命開始，科技翻天覆地的改變了人類的生活，科技對世界的影響程度之深、速度之快，遠非其他事物所能及。科技延伸我們的感官，讓我們不用實際接觸，也能溝通、體驗，宛如親臨；科技讓人類活得更久、更健康，讓癱瘓的人再次行走，讓盲者重見光明；我們也運用科技，將大自然的恩賜轉成乾淨的能源，修復環境的傷害，褪去汙染，讓青山常在、綠水長流。
而孩子，則是用科技造就未來的人。
我們現有的物質生活，是前幾代人科技研發的成果；下一代人的世界，則要靠我們這一代來打造。每個大人，都曾經是小孩，每個小孩，都有改變世界的潛能與力量。我們可以說，孩子決定了未來世界的樣貌，而我們想要什麼樣的未來，就要怎麼培育孩子！
近年來，溫室效應導致極端氣候頻繁，旱澇交替出現，造成生命財產的重大損失。有鑑於此，全球已有超過一百三十個國家，宣示於2050年達成「淨零碳排」。根據國際能源署（IEA）發布的2050淨零政策，淨零碳排將分兩階段進行，第一階段是從現在到2030年，使用現有的技術積極布建減碳，朝再生能源、電氣化、需求與行為改變、碳捕捉、利用與封存等方向著手；第二階段是從2030至2050年，必須使用現在尚未出現、或現階段仍是雛形的創新技術與國際合作，這是創新科技很好的機會。
淨零碳排是攸關人類未來的議題，我們不可能用現在的科技，解決三十年後的問題。三十年，能讓幼苗長成大樹；也能讓襁褓嬰兒，成為對世界做出貢獻的青年。我們從事科技研發，就是站在前人的肩膀上創新，因此我們發現問題，克服挑戰，也要一棒接一棒，才能持續推進世界，創造更智慧的生活、更健康的生命，以及更永續的環境。
很高興見到幼獅少年《勇闖實驗室》的出版，不只因為這本書介紹的都是工研院的實驗室，更重要的是，這本書把工研院從事的科技研發，轉譯為適合孩子閱讀的知識，傳承給我們的下一代，讓他們知科技、懂創新。這本書的發行，就像撒下一把科技創新的種子，啟發孩子對未來世界的想像與創造。

推薦序：撒下科技創新的種子
神祕鄰居的真實身分？
小小實驗室偵探團成立
工業技術研究院是個什麼樣的地方？
燈泡闖關大挑戰
空氣裡有什麼？
神奇的臭氧
超級強大的雷射
1公斤新定義
紫外線量測有一套
是破壞王也是製造王
水資源守護者
我把氯變不見了
廢水與汙水處理看招！
廢汙水中的寶藏
新冠病毒大檢測
看穿你的「面子」問題
附錄：實驗室人員生活大揭密

燈泡闖關大挑戰：LED照明測試實驗室

你們發現了嗎？近年來，各式各樣的LED燈具取代傳統燈具，在我們的生活中「大放光明」，像是學校裡的長形燈管、路上的交通號誌燈、家中的球形燈泡，統統都是比較省電的LED燈！不過，在我們的生活中發光發亮之前，這些LED燈竟然必須先在實驗室裡闖過一關關挑戰！這是怎麼回事？

實驗室大揭密
原來，目前臺灣政府規定LED燈產品必須取得CNS國家認證，通過安全、性能與壽命等國家標準才能上市販售，而且檢測必須在取得該地標準認可的實驗室中進行。
工研院的「LED照明測試實驗室」就協助許多LED燈進行檢測，包括賣到國外或國內的LED燈、臺灣街上看到的所有交通號誌燈，統統都可以在這裡進行闖關大挑戰唷！快來看看LED球型燈泡必須接受的部分關卡吧！

LED球形燈泡闖關大挑戰
1.燈泡的壽命：枯化光衰量測系統
LED燈使用愈久，亮度就會愈衰弱，直到無法使用為止，這就是燈泡的壽命。所謂的枯化，就是把LED燈點亮後，放著讓它慢慢老化，看看可以使用多久。兩千個小時是最基本的，一般測試多半是六千個小時！很久吧？

2.光有多亮、光的顏色：積分球光譜量測系統
要知道LED燈的光有多亮、光是什麼顏色，就要靠一顆神祕的球──大型積分球直徑可達兩公尺，內層塗料是硫酸鋇，可以讓光照得很均勻。
把點亮的LED燈放在積分球內部，連接光譜儀，就可測出這顆LED燈的數值，包括光有多亮、光的顏色（色溫，例如是黃色或白色燈光）、光顯示物體真實顏色的能力。

3.你使用的燈具夠安全嗎？：光輻射生物安全測試系統
LED燈是否會過熱？是否會漏電？材質是否耐高溫？這些安全性的測試，統統都要檢驗，LED燈強制性檢測的項目還有「藍光危害」，以避免對眼睛和身體造成傷害。除了藍光測量，紫外線、紅外線等都能測量喔！

4.不要互相干擾啦！：電磁干擾測試
由於電器產品會產生電磁波，因此一定要測試電磁相容性，看看是否會受到其他電磁干擾，或者是否會干擾到其他電器產品，使得彼此無法正常運作。LED燈泡的「電磁干擾測試」，是用長得有點奇怪的環形天線進行測試呢！

LED交通號誌燈也來闖關！
除了LED球型燈泡，小小實驗室偵探團發現也有LED交通號誌燈在實驗室接受檢測──LED交通號誌燈的檢測更加嚴格，包括燈色是否正確？各種角度是否都能看得清楚？陽光照射下是否會模糊不清？夜間是否太亮，讓用路人看不清楚……這些都必須通過測試，才能成為合格的交通號誌燈！
這個像摩天輪的儀器叫作「配光曲線量測系統」，因為LED的光源有指向性，可能會有亮度不均勻的問題，所以必須透過這個儀器讓LED燈轉動，了解不同角度的發光強度，才知道間隔多少距離要設置一支路燈，以使道路不會忽明忽暗。

小小偵探團發問中

為了解決這個問題，以工研院LED照明測試實驗室為例，我們十位工程師除了檢測LED燈之外，也要校正、追溯儀器──媽媽去傳統市場買菜時，每個店家都有自己的磅秤，只要拿去和菜市場公認的「公正秤」比對，就能知道店家的磅秤是否準確──實驗室的儀器也是這樣，必須一層一層往上比對，最後比對至最高的國際標準單位（SI），才能證明測試結果的準確度，這個過程稱為「追溯」。
由經濟部標準檢驗局委託成立的工研院量測技術發展中心，就負責建立和維持國家最高的度量衡標準系統，例如「絕對輻射量測系統」可偵測出光的輻射功率，依此計算出光強度，而這顆經過驗證的標準燈，就可拿回LED照明測試實驗室量測光強度，若結果一致，就代表實驗室儀器準確度高囉！