咬到鋁箔紙時，牙齒為什麼會「刺痛」？
― 口中瞬間產生了一個小電池
咬到一小片鋁箔紙的瞬間，牙齒深處會傳來一陣像是電流竄過的刺痛。那不是錯覺。鋁、牙齒的填補物，再加上唾液，三者齊聚時，口中就會形成一個真正的電池。流過的電流，正是由牙神經以「痛」的形式傳達出來的。
午餐時，咬著用鋁箔紙包起來的飯團。沒撕乾淨的一小片鋁箔紙，不小心被你用後排牙齒咬到了。
那一瞬間，一陣「刺痛」直衝牙齒深處。那種感覺跟喝冰水時的痠痛不同，也跟蛀牙痛不一樣，反倒像是觸電。
不過，有些人咬到同樣的鋁箔紙卻完全沒事。差別在哪裡呢？其實，關鍵就在於口中有沒有「金屬填補物」。
原因只有兩個
像鋁和銀牙這樣性質不同的金屬，只要在水分中接觸，就會產生電流。這跟理化實驗做出來的電池，原理完全一樣。
牙齒深處的神經，無論接收到的是熱、冷還是電，都一律以「痛」的形式傳達出去。所以即使只是微弱的電流，也會變成尖銳的痛感。
也就是說，痛的原因既不是鋁箔紙的硬度，也不是尖銳的邊角，而是口中瞬間產生的電流。讓我們依序來看看。
金屬也有「容易放出電子、不容易放出電子」的分別
每種金屬放出電子的難易度都不同。鋁是容易放出電子的代表，金和銀則屬於不容易放出的一類。兩種金屬之間這種差異越大，推動電子的力量——也就是電壓——就越大。
形成電池還需要另一個條件：兩種金屬之間要有能傳導電流的水分。唾液中溶有鹽分等物質，正好能充分發揮這個作用。
請看圖1。縱軸的刻度表示各種金屬「放出電子的難易度」。最下方的鋁與對手金屬之間的高度差，就是理論上的電壓。轉動旋鈕換成不同金屬時，可以看到選銀或金時，差距會變得更大。
所謂的銀牙填補物，以及金牙冠，含有銀、金、錫等金屬。這些金屬在刻度表上都位於鋁的上方。理論上，某些組合所產生的電壓甚至能超過一顆乾電池。
實際口中的情況，由於鋁表面有一層薄膜等因素，電壓據說會比理論值小得多。即便如此，對牙神經來說仍是相當強烈的刺激。
電流透過填補物傳到神經
鋁箔紙碰到填補物的瞬間，電池的電路就接通了。在金屬互相接觸的那一點，電子從鋁移動到填補物。而在身體這一側，則是唾液與牙齦，經由牙齒內部傳到填補物，由溶在水分中的帶電粒子（離子）來搬運電流。圖2中的箭頭，就是這整圈電流的路徑。
一般的牙齒，最外層的琺瑯質會當作不易導電的屏障，而琺瑯質中沒有神經。但有填補物的牙齒，金屬會穿過這層屏障，一直延伸到神經附近。金屬導電性很好，電流因此能一口氣被送到神經旁邊。
琺瑯質內側的牙本質中，有比頭髮還細得多的小管，密密麻麻地朝神經延伸。這些小管的粗細約為千分之一毫米，裡面充滿液體。喝冰水時感到「痠」，據推測也是刺激透過這些小管傳到神經所致。
而這正是感覺機制有趣之處。牙齒深處的神經，幾乎無法區分熱、冷、按壓、通電等不同刺激的種類，任何刺激都會變成強度不同的同一種訊號——「痛」。如果換成舌頭，同樣的電流能被分辨為「酸」「刺刺的」，但牙齒卻只能喊「刺痛」。
牙科有時會用極微弱的電流通過牙齒，來檢查牙神經是否還活著。因為活著的神經，對電流也會產生「痛、刺」的反應。咬鋁箔紙的痛，就像是突然在自己口中做了一次這種檢查。
如果口中有兩種不同金屬的填補物，它們也可能在唾液中形成一個小電池。金屬叉子碰到銀牙時會刺痛，也是同樣的原理。如果持續感到不適，可以向牙科諮詢。
總結
咬鋁箔紙會讓牙齒痛，是因為鋁、金屬填補物和唾液三者，在口中形成了一個電池。填補物把電流帶到神經附近，而無法分辨刺激種類的牙神經，就把它傳達成了尖銳的痛感。沒有填補物的人不會痛，是因為少了能組成電池的另一種金屬。
鋁箔紙的「刺痛」，是口中電池的聲音。
對牙神經來說，電流聽起來也只是「痛」。
最早確認電流能讓身體動起來的人們的故事，收在〈青蛙的腿為什麼只是碰到金屬就抽動了？〉裡；傳遞痛覺的神經速度差異，寫在〈踢到小腳趾時，痛感為什麼會慢半拍才來？〉裡。皮膚感測器被分子欺騙的故事，可以在〈薄荷明明不冷，為什麼會感覺涼涼的？〉讀到。
- 把1元硬幣（鋁製）和10元硬幣（主成分為銅），用肥皂洗淨後以水沖乾淨。（台灣可改用1元硬幣與5元硬幣替代示範）
- 把其中一枚放在舌頭上方，另一枚放在舌頭下方，先確認只放著不會有任何感覺。
- 在舌尖處讓兩枚硬幣的邊緣輕輕接觸。如果只有接觸的瞬間感到像是酸味或刺刺的味道，那就是電池產生的電流。
請注意不要誤食硬幣，年幼兒童需由大人陪同進行。有金屬填補物的人，請不要故意咬鋁箔紙來嘗試。舌頭感受到的「味道」與牙齒感受到的「痛」之間的差異，正是本文要說明的重點。
想了解更多 ― 用語、公式與教科書的對應從國中理化到大學專業科目，這裡會明確標示是哪個程度的內容
- 國中國中理化課程範圍
- 高中高中「化學」「生物」課程範圍
- 高中＋高中的進階內容，或教科書中專欄性質的內容
- 大學高中不會教、屬於大學專業科目（電化學、牙科學、神經生理學）的內容
- 研究即使在大學也還不算「定論」、研究者目前仍在探討中的內容
國中用語：這個現象是有名字的
- 化學電池：由兩種金屬與能導電的水溶液組成的電池。國中理化課會用鋅和銅來製作。
- 離子化傾向：金屬「放出電子變成陽離子」的難易順序。差距越大的組合，電壓就越大。
- 牙髓：牙齒中心的神經與血管聚集處，也就是俗稱的「牙神經」。
- 伽凡尼電流（口腔電流）：口中不同金屬互相產生電流的現象，牙科上的稱呼。
國中高中用公式驗證：鋁和銀牙會形成多少伏特的電池？
電池的電壓，可以用兩種金屬「放出電子難易度」的數值（標準電極電位）之差來估算。以下符號的意義與單位，單位都是伏特。
| 符號 | 意義與單位 |
| E | 電池的電壓（電動勢）。單位為伏特 |
| E正 | 接收電子的一方（正極）金屬的數值。這裡是銀。單位為伏特 |
| E負 | 放出電子的一方（負極）金屬的數值。這裡是鋁。單位為伏特 |
| 用符號表示 | E ＝ E正 − E負 |
| 用文字表示 | 電池的電壓 ＝ 接收電子的金屬數值 − 放出電子的金屬數值 |
| 公式的來源 | 每種金屬固定的「放出電子難易度」（標準電極電位）之差，就是推動電子的力量。電子會從容易放出電子的金屬（鋁）流向不容易放出電子的金屬（銀） |
| 鋁的標準電極電位 | −1.66 伏特 |
| 銀的標準電極電位 | ＋0.80 伏特 |
| 錫的標準電極電位 | −0.14 伏特 |
| 乾電池1顆的電壓 | 1.5 伏特 |
| 銀與鋁組成的電池（減去負值變成加法） | 0.80 ＋ 1.66 ＝ 2.46 伏特 |
| 換算成乾電池幾顆 | 2.46 ÷ 1.5 ≒ 1.6 顆 |
| 錫與鋁組成的電池 | 1.66 − 0.14 ＝ 1.52 伏特 |
| 銀與錫的差（填補物中金屬彼此之間） | 0.80 ＋ 0.14 ＝ 0.94 伏特 |
理論上，鋁與銀牙的組合能形成約一顆半乾電池的電壓。但實際口中由於鋁表面的氧化膜及唾液成分等因素，電壓據說會比這低得多。即便如此，因為金屬已延伸到神經附近，仍足以讓人感到痛。實際流過的電流大小，則由電壓除以路徑的電阻（歐姆定律）決定。
高中高中＋電池的原理，與牙齒痠痛的機制
高中化學課會學到：負極發生氧化反應（鋁放出電子變成陽離子），正極則發生還原反應。在口中的正極側，推測並非銀本身溶解，而是唾液中溶解的氧等物質接收了電子。生物課則會學到，神經受到刺激時會產生電性訊號（動作電位），傳到大腦後形成感覺。從外部流入的電流，可以直接引發這種訊號。
高中＋牙齒感到痠痛的原因，目前較有力的說法是「流體動力學說」。這個理論認為，牙本質細管（牙本質中的細小管道）裡的液體因溫度或乾燥而流動,管道深處的神經感受到這股流動。而電流刺激則被認為不經由這種液體流動，直接搖動神經。
大學從電化學看「口中的電池」
實際的電動勢並非單純等於標準電極電位之差。離子濃度與溫度造成的偏差可用能斯特方程式表示，而且金屬表面同時進行多種反應，最終會收斂到一個稱為混成電位的中間值。不同金屬接觸、其中一方逐漸溶解的現象，在工程領域稱為異種金屬接觸腐蝕（伽凡尼腐蝕），在船舶和管線上也是常見問題。牙科則將口腔內不同金屬產生的電流，以及伴隨而來的疼痛、味覺變化，稱為「口腔伽凡尼現象」。
📖 公式推導與更深入的內容：標準電極電位（維基百科，日文） ／ 異種金屬接觸腐蝕（維基百科，日文）
研究目前還不清楚的部分
- 電流究竟在哪裡刺激神經。 是直接搖動牙髓神經的末端，還是透過牙本質細管中液體的流動等間接途徑，詳細路徑仍有爭議。
- 同樣的填補物，有人會痛、有人不會痛的原因。 填補物的深度、唾液成分、神經的敏感度等，各項因素的影響程度因人而異，目前尚無法明確切分。
- 口中微弱電流長期是否會影響身體。 不同金屬填補物之間持續流動的微弱電流，與金屬溶出、身體狀況之間的關係正在研究中，但尚無結論。
也就是說，本文的內容也只是「目前已知範圍內」的說明。咬鋁箔紙會痛的大致機制可以確定，但神經內部實際發生什麼，細節仍有待未來的研究釐清。
與教科書的對應（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文對應段落 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化3年級「化學變化與離子」（電池） | 兩種金屬加水分形成電池（原因1、圖1） |
| 高中 | 化學「電池與電解」／生物「神經與刺激的接收」 | 標準電極電位之差、神經訊號（用公式驗證） |
| 高中＋ | 牙齒結構（教科書專欄性質的內容） | 牙本質細管與流體動力學說 |
| 大學 | 電化學・腐蝕工程學・牙科學 | 能斯特方程式、混成電位、口腔伽凡尼現象 |
| 研究 | 口腔生理學・牙科材料學 | 電刺激的路徑、個體差異、長期影響 |
| ― | 與生活的關聯 | 鋁箔紙的使用、銀牙與叉子、牙痛的諮詢 |
- 標準電極電位 - 維基百科（日文）
- 異種金屬接觸腐蝕 - 維基百科（日文）
- 牙本質 - 維基百科（日文）
- 日本化學會 編『化學便覽 基礎篇』丸善出版（森林総合研究所ではなく丸善出版、標準電極電位數值出處）
- Brännström, M. 關於牙本質知覺的流體動力學說（1960年代一系列論文）
※本文為一般科普解說。文中數值為方便理解機制的概估參考值。若牙痛持續，或填補物有異樣感，請諮詢牙醫師。