• 제목/요약/키워드: 물리화학적 성분

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화강암의 풍화에 미치는 염분과 산성용액의 영향 (Effects of Salts and Acid Solutions on the Weathering of Granite)

  • 손병현;정종현;김현규;유정근;이형근
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.101-108
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    • 2005
  • 대부분의 석조문화재는 외부 환경에 노출되어 있어 외관이 크게 변형되어졌고, 특히 최근의 산업화와 환경오염물질의 영향으로 풍화가 가속화되고 있다. 본 연구에서는 석조문화재의 풍화에 미치는 환경영향을 알아보기 위해 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수한 후 물리 화학적 특성을 조사하였고, 석조문화재 보존 방법의 일환으로 화강암에 $TiO_2$ 광촉매를 코팅한 후 코팅이 화강암의 풍화에 미치는 영향도 조사하였다. 산성용액과 염분용액에 신선한 화강암을 침수시켰을 때 8가지 광물성분(Si, Mg, Ca, Na, K, Fe, Mn, Al)의 용출량은 반응초기에 급격히 증가하였고 암석 표면의 구성광물들은 대부분 신선한 화강암(fresh granite)보다 낮은 농도값을 나타내어 산성용액이나 염분용액에 의한 풍화의 영향 정도를 확인할 수 있었다. 실험 전 후의 화강암의 물리적 특성 분석 결과, 강제 풍화시킨 시료의 밀도는 평균 $2.55-2.56\;g/cm^3$으로 신선한 화강암(평균밀도는 $2.60\;g/cm^3$)에 비해 약간 낮은 값을 보였고 압축강도는 신선한 화강암에 배해 아주 낮았지만 포아송비는 상대적으로 약간 높은 값을 나타내었다. 또한 강제풍화시킨 석재의 흡수율은 $0.481{\sim}0.836%$로서 신선한 화강암에 비해 1.2-2.1배 정도 높게 나타났다. $TiO_2$ 광촉매를 화강암에 코팅한 후 산성용액과 염분용액에 의한 강제풍화시 광물성분의 용출율과 함수율 등이 많이 저감되어 석조문화재의 풍화속도를 완화시키는 것으로 나타나 석조문화재의 표면에 $TiO_2$ 코팅 처리를 하면 석조문화재의 풍화를 예방하는 효과가 있을 것으로 나타났다.

전기 방사 공정의 제조 변수를 이용한 TiO2 나노섬유의 직경 제어 (The control of TiO2 nanofiber diameters using fabrication variables in electrospinning method)

  • 윤한솔;김보성;김완태;나경한;이정우;양완희;박동철;최원열
    • 한국결정성장학회지
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    • 제31권1호
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    • pp.8-15
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    • 2021
  • TiO2는 물리적, 화학적 안정성이 높고, 신체에 무해하여 태양전지, 치과용 임플란트 및 광촉매 같은 다양한 분야에서 사용되어 왔다. 비표면적이 큰 TiO2 나노섬유는 생체 친화성 제품에서 좋은 반응성과 공기 및 수질 정화시 우수한 광촉매 특성을 보여주었다. TiO2 나노섬유를 제조하기 위해 전기방사법을 사용하였으며, 제조 변수에 따른 직경 변화를 관찰하기 위해 precursor 성분 변수와 공정 변수로 구분하여 미세구조 변화를 분석하였다. Precursor 성분 변수로는 PVP(Polyvinylpyrrolidone) 및 TTIP(Titanium(IV) isopropoxide)의 농도를 선택하였고, 공정 변수로는 주입 속도와 인가 전압을 선택하였다. TiO2 나노섬유의 미세구조와 결정구조는 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope)와 XRD(X-ray diffraction)을 이용하여 분석하였다. 450℃에서 3시간 열처리 공정을 통해, 평균 직경 약 0.27 ㎛에서 1.31 ㎛를 갖는 asspun TiO2 나노섬유가 0.22 ㎛에서부터 0.78 ㎛의 평균 직경을 갖는 anatase 상의 TiO2 나노섬유로 상전이 됨을 확인할 수 있었다. 평균 직경 0.22 ㎛의 anatase TiO2 나노섬유는 비 표면적 증대에 의한 광촉매 특성 향상을 기대할 수 있다. 또한 TiO2 나노섬유의 직경 변화를 위해서는 주입 속도 및 인가 전압과 같은 공정 변수보다는 PVP 농도 및 TTIP 농도와 같은 precursor 성분 변수를 제어하는 것이 더욱 효과적이었다.

한국 구룡포산 천연 제올라이트의 이화학적 특성 및 Cs과 Sr 흡착 특성 연구 (A Study of Physicochemical Characteristics and Adsorption properties of Cs and Sr of Natural Zeolite from Kuryongpo in Korea)

  • 바야르사이칸 바트체첵;김후식;추현욱;박종삼;임우택
    • 광물과 암석
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    • 제36권2호
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    • pp.117-124
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    • 2023
  • 국내 포항 소재 R사의 구룡포산 천연 제올라이트의 물리·화학적 특성을 규명하기 위해 X-선 회절 분석, X-선 형광 분석, 열 시차·열 중량 분석, 양이온 교환능 분석 및 세슘(Cs), 스트론튬(Sr) 흡착 실험을 수행하였다. X-선 회절 분석 결과 모데나이트, 휼란다이트, 클라이놉티로라이트 및 일라이트와 같은 광물이 함유되어 있으며, X-선 형광 분석 결과 SiO2, Al2O3, CaO, K2O, MgO, Fe2O3 및 Na2O 원소가 함유되어 있었다. 양이온 교환능은 148.6 meq/100 g이었으며 열시차 및 열중량 분석 결과 600 ℃까지 열적으로 안정성이 우수한 것을 확인하였다. 시간에 따른 흡착 평형 실험 결과 세슘(Cs)의 경우 30분이내 스트론튬(Sr)의 경우 8시간이내에 평형에 도달하였으며 세슘(Cs) 및 스트론튬(Sr)의 흡착률은 각각 80% 및 18%를 보이고 있었다. 단일 성분 등온 흡착 실험 결과 Langmuir model에 부합하였으며 세슘(Cs) 최대 흡착량은 131.5 mg/g으로 높게 나타났으며 반면 스트론튬(Sr) 최대 흡착량은 29.5 mg/g로 낮은 흡착량을 나타내었다. 본 연구에 사용된 천연 제올라이트의 경우 클라이놉티로라이트, 휼란다이트 및 모데나이트와 같은 8-ring을 포함하는 광물의 함량이 높아 세슘(Cs)에 대한 높은 선택성을 보여주고 있다.

방사선 조사시 산소가 세포에 미치는 영향의 이론적 분석 (A Theoretical Study for Estimation of Oxygen Effect in Radiation Therapy)

  • Rena J. Lee;HyunSuk Suh
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제11권2호
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    • pp.157-165
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    • 2000
  • 목적: 방사선조사에 의해 형성된 DNA 손상정도가 산소에 의해 변화되는 추세을 이론적 모델을 이용하여 평가 및 분석하였다. 방법 및 대상: Water radiolysis(물의 방사성분해)시 생성되는 유리기 들간의 반응, 손상된 DNA의 형성, 손상의 복구, 및 산소에 의한 손상의 고정들을 시간 미분 방정식을 이용하여 표현하였다. 문헌에 나와 있는 반응상수(rate constants)들은 그대로 사용되었고 알려지지 않은 상수들은 실험에서 얻어진 데이터에서 얻은 곡선을 대입하여 얻었다. 화학반응상수 변화와 산소농도변화에 따른 세포 생존도를 구하였다. 모델을 통해 얻어진 세포 생존도와 방사선량의 상관관계를 세포 생존곡선으로 표시하였다. 산소에 의한 손상의 fixation(고착화)과정과 산소농도가 세포생존에 미치는 영향을 분석하여 보았다. 산소가 세포생존에 미치는 정도를 정량화 하기 위하여 산소증가효과비(Oxygen Ehhancement Ratio, OER)를 계산하여 실험치와 이론치를 비교하였다. 결과: 산소에 대한 민감성 연구에서 DNA생존도는 산소의 농도와 화학반응속도상수에 영향을 받았다. 산소의 농도가 0에서 1.0 $\times$ $10^{7}$ 으로 변화할 때 세포 생존도에는 변화가 없었다. 그러나 1.0 x $10^{7}$ 에서 1.0 $\times$ $10^{10}$ 변화할 경우 세포의 생존률이 감소하였다. 모의연구에서 얻은 OER치는 10% 세포생존시에는 2.32, 45% 세포생존시에는 1.9 이었다. 결론: 산소의 감수성 연구에서 보여주듯이 방정식을 이용하여 얻어진 새포생존곡선은 실험에서 얻어진 세포생존곡선을 재연할 수 있었다 또한 방사선조사시 생성되는 손상된 세포의 양은 산소 반응상수가 가장 크고 산소농도가 증가되는 경우에 증가됨을 알수있었다. 모의연구에서 얻은 산소증가효과비는 세포생존이 low level인 경우 높은 일치성을 보여 주었다 따라서 본 연구는 세포살해시 산소의 효과를 semi-empirical 모델을 사용하여 예측할수 있다는 것을 보여주고 있다.

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제주도 바다목장화개발 해역인 차귀도 연안해역의 이화학적특성 (Distribution of rhysico-chemical Characteristics on the Development of Marine Ranching Program in the Chagwi-Do Coastal Waters, Jeju Island)

  • 최영찬;김진석
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.105-112
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    • 2008
  • 2004년 9월, 11월 그리고 2005년 3월, 5월, 8월, 11월 총 6회에 걸쳐 제주도 차귀도 연안해역 10개 정점에서 표층 수와 저층수를 채수하여 물리, 화학적 수질특성을 조사하였다. 수온은 $12.2{\sim}28.9^{\circ}C$로 변동폭이 $16^{\circ}C$정도였으며 특히 8월에 저층수온이 $13^{\circ}C$로 저온수가 출현하는 양상을 보였다. 염분은 $30.2{\sim}34.9%o$의 범위였으며 8월에 가장 낮은 염분농도를 보인 것은 육상수의 영향으로 보아진다. 식물플랑크톤의 성장인자인 N/P비는 $5{\sim}76$으로 계절별, 정점별로 다양했다. 그러나 평균적으로 22이상을 보이고 있어 인산인 성분이 식물플랑크톤 성장에 제한인자로 나타나고 있었다. 유기탄소 농도는 TOC가 $92.5{\sim}438.3{\mu}M$의 범위였고 평균은 $217{\mu}M$이었으며 DOC는 $82.5{\sim}299.2{\mu}M$의 범위로 평균은 $130{\mu}M$이었다. DOC/POC비는 60%로 용존유기탄소가 많았다.

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콘크리트용 골재로서의 Bottom Ash 활용성 평가 (Evaluation of Bottom Ash on the Application for the Aggregate of Concrete)

  • 김상철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제5권2호
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    • pp.105-115
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    • 2010
  • 산업의 발전과 함께 산업폐기물의 증가와 그에 따른 처리할 회사장 부족, 유해한 성분 함유로 인한 환경상의 문제 등에 대한 해결 방안의 일환으로, 본 연구에서는 석탄 화력발전소에서 발생되는 석탄회 중에서 bottom ash를 대상으로 콘크리트용 골재로서의 유용성 여부를 평가하고자 하였다. 먼저 잔골재와 굵은 골재의 대체재로서의 적절성 평가를 위해 경도시험, 입도분포시험, 흡수량시험, S.E.M 분석시험 등의 물리적 시험을 수행하였고, 화학적 시험으로는 강열감량시험, X-ray를 통한 분석시험을 수행하였다. 콘크리트에 적용하였을 때 미치는 영향은 대체재로서의 비율을 달리하여 작업성 확보차원에서 슬럼프의 변화를 측정하였고, 굳은 콘크리트에서는 강도확보, 내투수성, 동결융해 저항성, 내황산성, 탄산화 저항성에 대해 평가하였다. 실험결과, 미립분의 부족과 일부 bottom ash에서 결속력 상의 문제가 존재하였으나 천연골재와 혼합하여 사용하고 배출시 공정 개선을 한다면 골재로써 충분히 사용성이 있는 것으로 평가되었다. 또한, 다공성을 갖고 있어 작업성 확보를 위해서는 단위수량이나 감수제의 증가가 요구되지만 일반강도 한도 내에서는 일정 비율로 천연골재와 혼합하여 사용하면 강도 확보에 문제가 없고 오히려 내구성 확보에 있어서는 유리한 것으로 나타났다.

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포도주(葡萄酒) 제조방법(製造方法)에 관(關)한 비교연구(比較硏究) (A Comparative Study on the Manufacturing Processes of Red Wine)

  • 변상숙
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제13권3호
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    • pp.139-144
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    • 1980
  • 포도주(葡萄酒)의 제조방법(製造方法)과 품종(品種)에 따른 제품(製品)의 물리(物理) 화학적(化學的) 변화(變化)를 조사(調査)하였다. 또 그들의 기호성(嗜好性)에 대(對)한 관능검사(官能(檢査)를 하므로서 평가(評價)한 몇가지 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 원료포도(原料葡萄)의 성분(成分)에서 수분함량(水分含量)은 $90.70{\sim}90.82%$로서 품종간(品種間)에는 차별(差別)이 없고 Brix 당도(糖度) 및 당분함량(糖分含量)은 Muscat Bailey A>Alden>Campbell Early의 순(順)이였다. 적정산도(滴定酸度)는 Muscat Bailey A Alden>Campbell Early의 순(順)이였고 PH 는 Campbell Esrly>Muscat Bailey A Alden의 순(順)이였다. 2) 발효(醱酵)가 진행(進行)됨에 따라 포도주(葡萄酒)의 비중(比重)은 약간 낮아지는 경향을 보이었다. 3) 포도주(葡萄酒)의 주정도(酒精度)는 초기(初期)에는 효모첨가배양구(酵母添加培養區)>비세척자연발효구(非洗滌自然醱酵區)>세척자연발효구(洗滌自然醱酵區)의 순(順)이였으나 숙성(熟成)이 됨에 따라 차(差)는 적어졌다. 4) 발효액(醱酵液)의 PH는 효모첨가배양구(酵母添加培養區)에 비(比)하여 자연발효구(自然醱酵區)가 약간 낮으나 숙성(熟成)됨에 따라 차(差)가 적어졌다. 5) 총(總) Ester 양(量)은 발효(醱酵) 초기(初期)에는 효모첨가배양구(酵母添加培養區)가 자연발효구(自然醱酵區) 보다 약간 높았으며 발효(醱酵)가 진행(進行)됨에 따라 전반적(全般的)으로 증가(增加)되는 경향(傾向)을 보인다. 6) 발효성(醱酵性)에 따른 관능검사(官能檢査)의 결과(結果) 발효조건(醱酵條件)에 따라서는 효모첨가구(酵母添加區)>비세척자연발효구(非洗滌自然醱酵區)>세척발효구(洗滌醱酵區)의 순(順)이였고 품종(品種)에 따라서는 Alden>Muscat Bailey A>Campbell Early 순(順)으로 우수성을 나타내었다.

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인삼재배지의 영양환경이 인삼의 생육에 미치는 영향 (Effect of Nutritional Environment in Ginseng Field on the Plant Growth of Ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer))

  • 진현오;김웅진;양덕춘
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제33권3호
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    • pp.234-239
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    • 2009
  • 이 연구는 경기도 안성지역에서 우량 및 불량 인삼재배지를 대상으로 토양 및 잎을 분석하여 인삼의 생육에 적합한 양분함량의 수준을 구명하고자 수행하였다. 인삼생육과 밀접한 관계를 보이는 물리적 성질은 공극률이었으며, 우량포지에서 50%이상의 값을 보였다. 토양의 화학적 성질의 적정범위는 전질소 2.0-2.8 g/kg, 유효인산 500-900 mg/kg, 치환성 Ca 2.3-3.5 cmol$^+$/kg 이었다. 또한, 치환성 염기 성분비 (Exch. Ca:Mg:K)도 인삼생육에 영향을 미치는 것으로 나타났는데 그 값은 우량포지에서 6:2:1, 불량포지에서 4:2:1로 나타났다. 잎의 무기양분함량 적정범위는 P 0.25% 이상, Mg 0.22%이하였으며 그 외의 원소에 있어서는 뚜렷한 값을 나타내지 않았다. 우량포지에서 엽 중 N/P, N/Mg, K/Mg, Ca/P의 함량비는 각각 10 이상, 10-13, 14 이하, 1 이상의 값을 나타내었다.

밤 부산물의 수용액 중 중금속 흡착 특성 (Adsorption of Heavy Metal Ions from Aqueous Solution by Chestnut Shell)

  • 이현용;홍기찬;임정은;주진호;양재의;옥용식
    • 한국환경농학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.69-74
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    • 2009
  • 본 연구는 탄닌 성분이 다량 함유된 율피를 사용하여 폐수 중 중금속 3종(Cd, Pb, Cu)에 대한 흡착특성을 알아보고 향후 폐수처리공정에서 생물흡착소재의 적응가능성을 평가하고자 수행하였다. 실험에 사용한 인공폐수에는 Cu, Pb, Cd을 첨가하여 10, 20, 40, 60, 100, 150, 200 mg $L^{-1}$ 오염시켰으며 pH 5.5에서 흡착실험을 진행하였다. 율피의 중금속 흡착량은 중금속 유형별로 차이를 나타내었으며 중금속 농도가 증가함에 따라 흡착량이 증가하다가 점차 증가율이 감소하여 일절한 평형에 도달하는 경향을 나타내었는데 이는 율피의 표면이 피흡착물질로 채워져 비어있는 흡착가능 영역이 감소하기 때문인 것으로 판단되었다. 상기 연구 결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적응한 결과 $r^2$값은 Langmuir 모델에서 Pb, Cu, Cd 3가지 중금속 모두 0.99 이상으로 높게 나타났으며 각 중금속에 대한 율피의 흡착친화도는 Pb>Cu>Cd 순으로 최대흡착량($q_m$)은 Pb 31.25 mg $g^{-1}$, Cu 7.87 mg $g^{-1}$, Cd 6.85 mg $g^{-1}$로 조사되었다. FT-IR 분석결과 율피는 1080 $cm^{-1}$에서 carbonyl group, hydroxyl group, carboxyl group과 1200 $cm^{-1}$에서 1700 $cm^{-1}$ 사이의 carboxylate group, carboxyl group, methylene group, ester group 등이 존재하는 것으로 조사되었다. SEM 분석 결과 중금속 이온 흡착 전에는 표면이 매끄럽게 안정된 모습이 관찰되었지만 중금속 흡착 반응 후 전자밀도가 높은 부분이 관찰되어 중금속 이온이 흡착되었을 것으로 판단되었고 EDS 분석을 수행한 결과 중금속 이온의 흡착 후 표면의 납 이온 피크가 관찰되었다. 이상의 결과로부터 율피에 의한 중금속 이온의 흡착은 물리적인 흡착보다는 관능기에 의한 화학적 흡착일 것으로 판단되었다.

유연포장재료(柔軟包裝材料)를 이용(利用)한 고추 포장(包裝)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on Packaging of Chillies (Capsicum annum) in Flexible Films, and Their Laminates)

  • 장규섭;김재욱
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제19권3호
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    • pp.145-154
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    • 1976
  • 현재(現在) 식품공업(食品工業)에 널리 이용(利用)되고 있는 포장재료(包裝材料)를 가지고 건조(乾燥)통고추와 고추분말(紛末)을 포장(包裝)하여 여러 조건(條件)에 저장(貯藏)하면서 포장재료(包裝材料)와 시료(試料)의 물리적(物理的) 및 화학적(化學的) 변화(變化)에 관(關)하여 연구검토(硏究檢討) 한바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 고추의 저장조건중(貯藏條件中), 상대습도(相對濕度) 55% 이상(以上)에서는 수분흡수(水分吸收)가 현저(顯著)하게 상승(上昇)하였으며, 10%에서는 곰장이가 발생(發生)하였는데 이때의 평형수분(平衡水分) 함량(含量)은 15%로써 고추의 저장수분(貯藏水分) 함량(含量)의 임계점(臨界點)에 도달(到達)하였다. 시료(試料)의 수분함량(水分含量)을 달리하여 저장(貯藏)하였을 때 색소(色素) Capsanthin함량(含量)은 저장온도(貯藏溫度)가 높을수록, 수분함량(水分含量)이 많아질수록 감소(減少)하였으며, 천일하(天日下)에 방치(放置)할때도 Capsanthin함량(含量)은 크게 변화(變化)하였다. 여러 포장재료중(包裝材料中) Aluminium foil packet이 장기저장시(長期貯藏時) 고추 성분(成分)의 변화(變化)를 줄이는데 가장 효과적(效果的)이였으며 단기저장시(短期貯藏時)에는 착색(着色) Polyethylene, L.D.P.E., Saran/cello, /Saran/P.E., 순서(順序)였다.

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