海洋垃圾能否变废为宝

      在人们的观念中，海洋有着世界上最博大的“胸怀”，对人类丢给它的那点物品完全可以“笑纳”，于是海洋被当成了天然的大垃圾场。时间证明人类会因为这个错误的观念和行为而付出巨大的代价。随着海洋垃圾的与日俱增，海洋生态景观受到破坏，对航行安全、海上作业、海上搜救也造成了极大的干扰。

                                                                                           垃圾岛成“新大陆”

      海洋垃圾是一个复杂的文化和跨部门问题，它对全球海洋、沿海环境和人类活动都具有重大影响。据美国科学组织统计，每年约有640万吨的垃圾进入海洋，平均每天约800万件垃圾入海，其中15%的垃圾停留在海滩上，15%的垃圾漂浮在水面上，超过70%的垃圾直接沉降进入海底。据估计，每平方千米的海域内，海洋垃圾的密度约为1.3万到1.8万个。

      在大西洋也发现巨型漂浮垃圾带，其规模比太平洋垃圾岛稍小。这一垃圾带距离北美海岸有数百英里，由数万块塑料构成。尽管目前科学家还未能准确测出它的宽度，但这一巨大的垃圾带覆盖的区域一直从北纬22度到北纬38度，几乎同古巴至美国弗吉尼亚州之间的距离相当。

                                                                                            危害人类健康

      有统计表明，世界每平方海里海水中有多达4万片的塑料垃圾。这些废弃塑料、渔网会缠住船只的螺旋桨，引起事故和停驶。塑料垃圾还会缠住海洋生物，使它们不能脱身，被饿死、窒息死亡或被其他动物吃掉。海洋垃圾是杀害海洋生物的元凶，例如海龟常常误食塑料袋，导致肠胃堵塞而无法进食，被活活的饿死；科学家曾解剖一只搁浅的小须鲸，在其胃中居然发现800千克的塑料袋。

      人类也不可避免地要受到海洋垃圾的威胁。有研究指出，塑料分解后的颗粒可以吸附海水中的有毒化学物质，这些毒素可以沿着食物链进入人类体内。一些垃圾会溶出有毒物质，直接威胁水体和沉积物环境质量，例如，纽扣电池进入海洋后，溶出的锰、汞、锌、铬等重金属将会污染水体，鱼类或贝类可能积累重金属并通过食物链传递给人类，如果长期积蓄将会损害神经系统、造血功能，甚至可以致癌。另外，由于一些微生物等物种“喜欢”附着在垃圾上，随洋流漂泊，可能会来到一个以前没有这种生物的地区，干扰这一地区的海洋生态系统。

                                                                                           可焚烧发电、制造燃油

      对将海洋垃圾变废为宝，科学家已开始了一些研究。一种办法是将海洋垃圾打捞后焚烧发电。由于几乎所有塑料都由不可再生的石油制成，主要成分是碳氢化合物，所以可以用于燃烧。其焚烧后的灰烬，则可以用于填海造地或建造岛屿。不过，焚烧海洋垃圾首先要解决搁置脱水的问题，而且由于塑料焚烧可产生大量的有害气体，会危及环境和生态，因此需要先解决控制有害气体排放的问题。

      另一种办法是用海洋垃圾制造燃油。由于海洋垃圾80%以上是塑料，可以用废塑料制造燃油、生产防水抗冻胶、制备多功能树脂胶等。目前，用废塑料制造燃油技术在一些国家已获得突破。

      如果这些技术成熟和投产，将可以大量地消化海洋垃圾，而且可能会让一些国家争抢这些海上无主的垃圾资源。

                                                                                                                                                                              （作者：蔡文清）

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）

古代的私塾教育

①前不久，美国总统特朗普访华，他用平板电脑向习近平夫妇展示了他的外孙女阿拉贝拉演唱中文歌曲、背《三字经》和中国古诗的视频。看到这个金发碧眼的小姑娘用美式中文有板有眼地背诵“人之初，性本善。性相近，习相远……”，不由得感慨中华文化影响深远。在中国古代，《三字经》《百家姓》《千字文》等是学龄儿童的重要启蒙读物，他们在私塾通过吟诵这些经典文本掌握了最基本的读写能力，为之后通过科举考试、晋升仕途奠定了基础。

②私塾是我国古代社会一种开设于家庭、宗族或乡村内部的民间幼儿教育机构。与私塾相对应的“官学”是上层社会的教育组织，而私塾则相应承担了下层社会的教育功能。私塾教育所崇尚的德育之治、小众化授课模式，都在我国教育发展史上做出了独特的贡献。

③在私塾里，学龄儿童们学习识字、写字、习经史、学六艺。据《宋会要·崇儒》记载，宋代小学的要求是：“小学生八岁能诵一大经，日书字二百”；“十岁加一大经、字一百”；“十二岁以上，又加一大经、字二百”。当然，古代检查学生的学业，也靠考试。如宋代，老师会逐日测试学生的学习，这叫“日考”；另外还有“月考”“季考”等。名目繁多，花样翻新，看来就算穿越回古代，也别想乐得清闲。到了明代，理学家沈鲤记载：“朔望日考试，分等第，行赏罚。”每月的初一、十五都要考试，还要排名次挨鞭子，想想也真是怕怕的。

④现代的中小学经常分“特优班”“重点班”“普通班”，其实这种区分古已有之。如宋徽宗政和四年十二月，颁小学条制，实行“三舍升补法”，班级分为“外舍”“内舍”“上舍”三种。新生皆分在外舍，成绩好的升入内舍；内舍生考得好的，升入上舍。看来从古至今，学校都是一个竞争激烈的地方。

⑤古代私塾盛行体罚。东汉王充在《论衡·自纪篇》中称：“书馆小僮百人以上皆以过失袒谪，或以书丑得鞭。”到明代，学生逃学，连家长都要跟着受罚。明代《泰泉乡礼·乡校》中规定：“无故而逃学一次，罚诵书二百遍；二次，加扑挞，罚纸十张；三次，挞罚如前，仍罚其父兄。”古人还会直接请家长或长者坐进教室参与班级管理，类似于现在的家长委员会。明代官员叶春及在惠安办学时即如此，其《石洞集·惠安政书》中这样记载：“轮笃实老成者二人，平旦生左右塾，以序出入。”

⑥古代私塾还很注重德育，对学生日常行为的考查较为严格。如明代有的小学设立“扬善簿”“改过簿”“记过格”，好事坏事均记录在案，作为学生升学录取时的参考。这种“功过簿”并非由老师填写，如明代儒学家刘宗周，其家塾修业课程中，要求学生早上起来第一事就是填“记过格”，上列数百种日常行为，有“微过”“隐过”“显过”“大过”“丛过”“成过”等六项评语，让学生自己评价昨日表现，敦促学生“三省吾身”。

⑦看来在古代私垫当一名合格的小学生也没那么简单。要背经史子集，还要懂得仁义礼智信。“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”，的确是亘古不变的道理。

（选自《青年文摘》，有删改）