神奇的碳纳米管

    ①据《科技日报》16日报道，清华大学在超级强度材料上获得重大突破，在世界上首次制备了超长碳纳米管管束，其拉伸强度超越了国际上已知的其他所有纤维材料，拉伸强度超过80GPa。

②目前市场上强度最好的碳纤维是日本东丽公司制造的T1000，其拉伸强度只有7.02GPa，该公司还处于研制中的最先进碳纤维的拉伸强度也只有9GPa。一些超级汽车钢、超高强度钢板的拉伸强度只有1.5—2GPa。

    ③碳纤维等复合材料应用于大飞机、大火箭领域已经是当前的潮流，其原因就在于碳纤维等复合材料重量很轻但强度却非常大，这就意味着这些航空航天装备在降低空重的同时，还具有更好的力学性能。那么我国研制的C-919大飞机、长征九号重型运载火箭在性能上就可能实现弯道超车。

④此外，这些结构完美的碳纳米管还展示出了惊人的“拉伸一复原”的可逆性以及疲劳寿命，因此在机械能存储上具有极大的优势，无论是能量密度还是功率密度，碳纳米管都远远超过了其他储能材料或设备。碳纳米管储存机械能的能量密度是飞轮储能密度的3倍，是锂离子电池储能密度的5—8倍，超过一般金属弹簧储能密度的25000倍。可以应用在电磁弹射、电磁炮、激光炮等能量武器上。

    ⑤碳纳米管因其独特的电学性质，具有尺寸小、速度快、功耗低等特性，在制造晶体管、存储器、逻辑电路、传感器等器件方面展示出了巨大的优势。事实上在2017年IBM就公开表示碳纳米管生产技术可令芯片的运算速度提升一千倍。北京大学的研究团队使用新材料碳纳米管成功制造出芯片的核心元器件——晶体管，其工作速度是英特尔最先进的14纳米商用硅材料晶体管速度的3倍。

    ⑥材料科学是基础性科学，中国在很多核心技术方面存在短板，归根结底和材料科学研究不到位有很大关系。相反，只有加大在基础科研领域的投入，才能让中国实现真正的后发超越。

（有删改）

材料一：

根据第十九次全国国民阅读调查报告，2022年我国成年国民的综合阅读率达到了81%，其中数字阅读方式的接触率高达79%，比2021年有所增长。

值得注意的是，0至17周岁未成年人阅读能力平稳提升，阅读率和阅读量均较往年有所增加：0～17周岁未成年人的人均图书阅读量为11.14本，比2021年增加了0.21本；14～17周岁青少年课外图书的人均阅读量最大，为13.15本。

iEnglish未来教育研究院近期发布的《iEnglish2022数字阅读报告》也证实了这一趋势。近年来0～18岁的活跃用户同比在持续增长，其中7～12岁（小学阶段）的阅读普及率更高，增长速度也较快。

报告分析了这一现象的三个主要原因：第一，数字阅读效果较好，是家庭教育的有效载体和学校教育的有益补充；第二，基于该年龄段自身需求等客观原因，阅读是提升中小学生核心素养的重要方式；第三，该年龄是语文素养提升、第二语言习得的核心期，也是语言敏感期，数字阅读方式更有利于把握这一核心期，激发兴趣，驱动阅读。因此数字阅读在满足人们对于阅读的各种需求的同时还可以帮助人们提高阅读能力和语言表达能力。

随着数字阅读的普及，阅读变得更加便捷，为未成年人阅读能力的提升和终身学习的培养提供了基础。数字阅读的崛起不仅改变了阅读方式，也引发了人类认知过程的革命。新科技革命是不可逆的历史潮流，数字阅读将像个人计算机、互联网、移动互联网技术一样，为推动社会进步提供全新的价值。

（以上材料改编自2023年5月《中国日报》）

材料二：

教育部要求构建以教育数字化支撑全民终身学习的良好格局，并面向各省（区、市）遴选一批青少年学生读书行动示范区。数字化阅读摆脱了物质附庸，具有极大的集约性，各地区可以此为契机，全面构建数字阅读的生态系统，特别是做好区域数字化阅读体制机制建设工作。可从以下方面着手：一是做好数字化阅读区域规划，形成数字阅读建设路线图和数字阅读资源地图。二是把数字阅读与红色教育、科学探究、实践体验、志愿服务等重大主题结合起来，打造数字化阅读基地，开放所有数字化阅读场所、平台。三是发挥数字阅读的交互性、共享性优势，将读者思想可视化、观点传播化、创意互动化，增强数字阅读的趣味性和吸引力。四是调动与数字阅读相关的各类专家、学者、市场主体资源，积极推进数字化阅读研究、培训、指导、交流、分享机制建设。五是升级数字阅读技术，加强并优化大数据监测做好动态管理，增强调节的灵动性。

数字化阅读为无边界阅读、无障碍阅读提供了可能。一旦处处可读、时时能读的良好局面形成，必将有助于广大青少年学生形成“爱读书、读好书、善读书”的浓厚氛围，最终达成数字技术这一“最大变量”转化为阅读提质“最大增量”的效果，提升阅读育人水平。

（以上材料改编自2023年4月《中国教师报》）

材料三：

阅读既不会缓解饥饿或是疾病带来的痛苦，也不能解决现实的愁闷，但总能在某些时刻抚慰你，为未来积攒一些平静与力量。《国民阅读洞察2022》调研数据显示，过半数的被访者认为阅读有效的缓解了自身焦虑。43.6%的被访者希望借助阅读来提振信心，激发斗志。

（以上材料改编自2023年8月《时代周报》）

将“无废”进行到底

①如果杭州亚运会有颜色，那一定少不了绿色。这抹绿是南浔古镇小莲庄内片片荷叶随波起伏，是莫干山上竹林迎风摇曳，更是浙江将绿色办赛理念贯穿赛事全过程。

②“无废亚运”是“绿色”的重要内涵和积极实践。根据相关工作人员介绍，“无废亚运”的概念是杭州首创，指在赛事筹办过程中，全面贯彻“无废”理念，加强固体废物全生命周期管理，最大限度地减少固体废物的产生。此次亚运会，杭州累计推动建成33个“无废亚运”场馆、81家“无废亚运”饭店、4家“无废亚运”工厂。作为一个全新并且暂无成熟经验可借鉴的概念，杭州是如何做到“无废亚运”的？

③首先是亚运会的场馆建设。在这一环节中，组委会秉持着“能改则不建”的原则。在56个竞赛场馆中，有44个场馆是改建或临建而成，另外12个为新建场馆，但这些新建场馆在设计阶段已经充分考虑了赛后再利用。比如新建的绍兴柯桥羊山攀岩中心，就是由一个废弃矿山改造而来，赛后这里计划变成青少年攀岩运动基地。

④经过优化设计，杭州奥体中心体育场“大莲花”比同等规模体育场的用钢量减少了约1/3。此外，杭州奥体中心体育馆、游泳馆和临安文体会展中心等场馆还应用了导光管无电照明系统作为日常照明，每年可以节省高达30%的能源。为提升电力利用效率，助力场馆绿色低碳运行，在场馆两侧安装部署空调负荷柔性调节智慧能源单元，实时监测空调运行状态、电量、功率、冷量等信息，实现对亚运场馆空调负荷800千瓦的精准控制，让场馆在‘舒适、节能’等模式间自由切换，提升场馆能效水平10%左右。

⑤“云上亚运村”低碳账户是此次亚运会的又一个特别之处。“村民”可以通过光盘行动、垃圾分类、无塑购物等“减碳行为”获取积分、兑换奖品。自9月12日预上线以来，参与活动人次超过64万，减碳量超过15万吨。其中，光盘行动、无塑购物、绿色骑行、空瓶回收等减碳行为累积参与人次超过16万。

⑥除此之外，一款由废弃的木雕碎料和笋壳废物制成的网红小礼物——“加油鸭”，也成为亚运村的爆款。这群可爱的“加油鸭”来自杭州市余杭区传梭博物馆。“加油鸭”因其萌酷的外形、小巧精致的设计，受到了运动员的喜爱，同时向大众传递了“无废亚运”的理念。

⑦10月6日，在杭州亚运会即将进入尾声之际，5位运动员、媒体代表，点亮了象征无废亚运理念的绿色低碳再生树。再生树的原料大部分取自于村内生活产生的废物垃圾，通过艺术的魔力，赋予废品新的意义，诠释无废生活的理念。

（选自《上海绿色账户》，文章有删改）

中国古人爱“海淘”

①大米、宝塔、中医……不少我们熟悉的“中国造”，估计许多人都不知道，其实都藏着外来基因，来自“海淘”。

②我们熟悉的小麦、牛、羊、马都源自西亚和中亚，被引进至少5000年。石榴原名叫“安石国的榴”，标明其伊朗基因。汉代，中国陆续引入首蓿、葡萄、芝麻、胡瓜等物种。菠菜和榨菜则是唐太宗时候从尼泊尔引入的。

③如果没有外国美食，我们的饭桌会单调许多；如果不曾引种外国植物，中国也养活不了数量庞大的人口。1593年，福建人陈振龙从菲律宾将番薯藤带回中国。几十年后，番薯成了中国又一种主粮。同为晚明时期，中国从菲律宾引进了多种源自美洲的作物，比如玉米、花生、南瓜等，使得中国人口翻番。

④金庸在以宋朝为背景创作的小说《天龙八部》《射雕荚雄传》神雕侠侣》中多次写到人物食用花生、玉米的细节，出现知识性错误。可见，许多人对这些物种何时传入中国，知之不详。

⑤除了这些让我们先辈受益的外来物种，还有许多物种或物品属于“出口”转“内销”。

⑥水稻原产中国，但北宋从越南引进了耐旱的占城稻。1011年，宋真宗在宫里种植，并推广到全国。这种穗子长、不挑地的越南水稻很快成为中国的主粮，使宋朝出现了人口高峰和商业繁荣。

⑦造纸术是我们引以为豪的创造，但唐朝中期进贡来的日本纸有蚕茧的光泽，国人未见唐宋时高丽纸为贡品，时称“发墨可爱，此中国所无，亦奇品也”。另外，日本的泥金画漆，还有贝壳嵌漆器，也令漆器祖源的中国人爱不释手。

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⑨元初，忽必烈征召了许多尼泊尔建筑工匠。其中，阿尼哥技艺精湛，1273年被任命为匠人总管，首都的寺观（如北京的白塔寺）多出其手。同受忽必烈重用的，还有阿拉伯人也黑迭儿父子，他们建造了元大都的城墙。忽必烈还命阿拉伯人管星象和医疗，皇家医院全用阿拉伯医生。明初，朱棣从交趾网络人才16000名，建筑师阮安是最有名的一位。紫禁城的前三殿后三殿，就是阮安主持监造的，北京的明代内城墙也是他的手笔。

       ⑩茫茫人海里，没有人是孤岛。世界上，也没有哪一种文明可以孤立地存在。与亚洲邻国的各种交流，是中国古代文明强大的基础。随着时代的进步，这种交流将会更加多元和深入。

用风洞“捕风捉影”

ㅤㅤ    ①在神魔小说《西游记》中，天庭中的风神是风婆婆和巽（xùn）二郎。他们有一个大口袋，口袋打开后就能起风，口袋收住风就停了。研究流体力学的科学家也有这样一个“口袋”，并且功能更加强大：它能制造风，能研究风中的飞行器，还能帮助运动员逆风飞扬。这个能“捕风捉影”的“神器”就是风洞。

    ㅤㅤ②风洞是现代空气动力学研究和试验中使用最广泛的工具之一。它是一种管道状的试验设备，可以人工控制风量与风速，用于测量空气流经物体时所产生的气动效应。它不但在航空航天业中起重要作用，还可以用于设计汽车、火车等交通工具，甚至可以模拟测试舰船在水流中的状况、测量高层建筑和大型桥梁的风压、控制火灾、规划城市等。

ㅤㅤ    ③为什么风洞的适用对象这样广泛呢？因为在空气中运动的物体都会涉及空气动力问题，而静止的物体由于风的作用，会产生空气动力问题。当这些问题对物体产生较大影响时，就必须做风洞试验。

ㅤㅤ    ④风洞试验的优点有很多。首先，它符合科学。依据运动的相对性原理，风洞测试的数据适用于试验对象在真实状态下的相关情况。比如，设计师在设计飞行器时，可以参考在飞行器不动而空气动的状态下风洞试验的数据。其次，它成本低。 再次，它可控性强。因为是在实验室中进行，所以科学家可以根据试验对象确定风洞空间的大小、风速的快慢，可以模拟试验对象在高温、低温等状态下的化学反应，可以利用烟幕和激光灯来模拟气流等。最后，它可重复性高。科学家能在试验中准确测试并记录相关数据，然后利用这些数据调整试验的环境和步骤。风洞便于开展科学试验，就像摄影棚便于影视剧拍摄一样，难怪它颇受科学家的重视。

    ㅤㅤ⑤怎样进行风洞试验呢？以飞行器为例，首先，将飞行器的缩尺模型或实物放置于风洞中，使其保持静止状态；然后，人工制造气流，模拟实际飞行时飞行器的各种情况；接着，利用高灵敏仪器测试飞行器各部位的受力情况，记录其表面与周围空气的流动状况；最后，科学家根据试验结果为飞行器的设计与制造给出建议，或者调整相关数据进一步测试。

    ㅤㅤ⑥冬奥会上有些竞速类运动员也会使用风洞进行训练。在这些项目中，毫秒之差决定胜负，只有保持空气阻力最小的动作，才能领先于对手，所以需要借助特制的风洞确定比赛时的最佳姿势与动作。2020年，中国国家体育总局与航天部门合作，建成了两个体育风洞。体育风洞不但具备安全性和人性化特点，而且可以拍摄、存储画面，记录运动员的姿势、重心变化等数据，为训练提供参考。

    ㅤㅤ⑦唐代诗人王勃说风“来去固无迹，动息如有情”，但在科学家眼中，风“来去不再无踪迹，动息依然如有情”。

（文/孙伟敬，选自《知识窗》，略有改动）

材料一

陶瓷是陶器与瓷器的统称，同时也是我国的一种工艺美术品。远在新石器时代，我国就有风格粗犷、朴实的彩陶和黑陶。陶与瓷的质地不同，性质各异。陶是以黏性较高、可塑性较强的黏土为主要原料制成的，不透明，有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以黏土、长石和石英制成的，半透明，不吸水，抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。我国传统的陶瓷工艺美术品，质高形美，具有很高的艺术价值，闻名于世界。

（选自《人类历史的回眸————陶瓷》，有删改）

材料二

我国最早的瓷器是青瓷，因在商代原始瓷器上发现的用草木灰和瓷石配在一起能烧成高钙质青釉而得名。公元一世纪的东汉时期，浙江上虞小仙坛地区烧制出了完全符合现代瓷标准的青瓷制品。三国、两晋、南北朝时期的青瓷崇尚素雅，以釉色之美见长。到了隋代，白瓷烧制工艺日趋成熟。唐代形成了“南青北白”的瓷器生产格局，南方以越窑为代表，烧制青瓷为主，瓷胎轻薄细腻，釉质温润如玉；北方以邢窑为代表，烧制白瓷为主，瓷胎坚实致密，色白如雪，叩之发出金石之声。宋代，名瓷名窑遍及大半个中国，最具代表的是汝窑、官窑、哥窑、钧窑和定窑五大名窑，它们各具魅力，都反映了当时的社会风貌、时代特点。元、明、清三代是中国陶瓷工艺发展的新阶段，造型丰富多样，釉色缤纷华丽，如青花、釉里红、五彩、斗彩、粉彩、珐琅彩……从时光深处走来的陶瓷，是中华五千年文明最灿烂的符号之一，是受世界认可和敬仰的中国手工艺术生活品。

（选自《从时光深处走来的珍品》，有删改）

材料三

中商产业研究院数据库显示，2021年中国陶瓷产品出口量1863万吨，同比增长5.4%。最新数据显示，2022年1——5月中国陶瓷产品出口量676万吨，同比下降5.7%。从金额方面来看，2021年中国陶瓷产品出口金额30703.4百万美元，同比增长22.2%。 最新数据显示，2022年1——5月中国陶瓷产品出口金额11653.6百万美元，同比增长8.6%。

（选自《陶瓷产业发展史》，有删改）

材料四

古陶瓷文物修复从修复标准上可分为多个类型，如考古型修复、商业修复等。考古型修复的目的是尽量还原器物形制等有助于进行考古器物类型分析的因素，同时在最大限度上保留器物出土时所携带的原始信息，以便进行下一步的研究。操作方法一般是将破碎的陶瓷器物拼对粘接，缺损处用石膏补上，然后打磨整形，从而恢复器物整体形态。商业修复以交易牟利或私人收藏欣赏为目的，没有特定标准，追求完美修复效果，即将破损器物恢复为完整器，肉眼看不到修复痕迹。另外，在民间古玩行业，锔瓷和金缮也是非常流行的陶瓷修复技艺。由于现代审美新元素的不断注入和传统文化的不断弘扬，民间餲瓷手艺焕发新生。锔瓷不单可恢复器物功能和形态，且逐渐演变为一种文化装饰、一种艺术的再创作。

（选自《漫谈传统瓷器修复工艺》，有删改）