石墨烯聚苯胺复合材料

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复合材料种类

复合材料种类

1.2.2石墨烯/聚合物纳米复合材料种类最近几年,以聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、环氧树脂、硅橡胶等为基体的石墨烯复合材料的研究都有所报道。

其中出现了较多,关于石墨烯在高分子基体中达到纳米水平分散的研究。

这里简要介绍一些主要的石墨烯/聚合物纳米复合材料。

(1)聚苯胺(PANI)/石墨烯纳米复合材料聚苯胺(PANI)/石墨烯纳米纤维复合材料是用原位聚合方法,在酸性条件下,氧化石墨烯与苯胺单体聚合得到的[1]。

然后,使用水合肼还原不同氧化石墨烯质量比的PANI/氧化石墨烯复合材料。

最后,对还原的PANI再氧化和质子化生成PANI/石墨烯纳米复合材料。

Bhadra等[2]也报道过纯PANI这种类型的热降解。

PANI和PANI/石墨烯复合材料样品在同一温度范围内质量损失分别是40%和25%。

结果表明,PANI/石墨烯纳米复合材料热稳定性较之纯的PANI提高了。

同时,复合材料的导电率也有很大的增加。

(2)聚氨酯/石墨烯纳米复合材料使用原位聚合的方法制备功能化的石墨烯(FGS)/水性聚氨酯(WPU)纳米复合材料[3]。

由于FGS粒子在WPU基体中的均匀分散使纳米复合材料电导率比初始WPU增加了105倍。

由于导电通道的形成,在高分子基体中引发了电导率的突变。

当填充FGS仅为2%(Wt)时,可得到渗滤阀值。

(3)环氧树脂/石墨烯纳米复合材料Kuilla等[4]用原位插层聚合制备了环氧树脂石墨烯纳米复合材料环氧树脂的热导率很小。

但是,加入石墨烯后其热导率得到了显著提高。

填充5%(Wt)GO 的环氧树脂基复合材料其热导率是1W/mK,这是纯环氧树脂热导率的4倍。

当填充20%(Wt)GO的环氧树脂基复合材料其热导率增加到6.44W/mK。

这些结果表明石墨烯复合材料用于散热是一种很有前途的热界面材料。

(4)聚碳酸酯/石墨烯纳米复合材料通过熔融复合法,制备石墨和功能化石墨烯(FGS)增强的聚碳酸酯(PC)复合材料[5]。

石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能

石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能

石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能一、本文概述本文旨在探讨石墨烯聚苯胺复合材料的制备工艺及其电化学性能。

石墨烯,作为一种二维的碳纳米材料,因其出色的电导性、高比表面积和良好的化学稳定性,在电化学领域具有广泛的应用前景。

聚苯胺,作为一种导电聚合物,具有良好的电化学活性和环境稳定性。

将石墨烯与聚苯胺复合,可以充分发挥两者的优势,提高复合材料的电化学性能。

本文将首先介绍石墨烯和聚苯胺的基本性质,然后详细阐述石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法,包括溶液混合法、原位聚合法等。

随后,通过对制备的复合材料进行结构表征和电化学性能测试,分析其电化学性能的影响因素及优化条件。

本文还将讨论石墨烯聚苯胺复合材料在超级电容器、锂离子电池等电化学器件中的应用潜力,并展望其未来的发展前景。

通过本文的研究,旨在为石墨烯聚苯胺复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导,推动其在电化学领域的广泛应用。

二、石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法石墨烯聚苯胺复合材料的制备是一个融合了化学合成和纳米材料制备技术的复杂过程。

这种方法的关键步骤包括石墨烯的制备、聚苯胺的合成以及两者的复合。

我们需要制备高质量的石墨烯。

这通常通过化学气相沉积(CVD)法、氧化还原法或剥离法实现。

其中,氧化还原法是最常用的一种方法,它通过将天然石墨与强氧化剂反应,生成氧化石墨,再经过热还原或化学还原得到石墨烯。

接下来,我们合成聚苯胺。

聚苯胺的合成通常通过化学氧化聚合法进行,如使用过硫酸铵作为氧化剂,在酸性条件下将苯胺单体氧化聚合,生成聚苯胺。

制备石墨烯聚苯胺复合材料的核心步骤是将石墨烯和聚苯胺进行有效复合。

这可以通过溶液混合法、原位聚合法或熔融共混法实现。

其中,溶液混合法是最常用的一种方法。

将石墨烯分散在适当的溶剂中,然后加入聚苯胺溶液,通过搅拌或超声处理使两者充分混合。

随后,通过蒸发溶剂或热处理使复合材料固化。

为了进一步提高复合材料的性能,我们还可以在制备过程中引入其他添加剂或进行后处理。

石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究

石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究

石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究近年来,石墨烯复合材料因其优异的性能引起了广泛的关注。

在复合材料的研究中,电磁波吸收性能是一项重要的指标,它直接影响到材料在电磁波应用中的实际效果。

本文将对石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究进行探讨。

一、石墨烯复合材料的电磁波吸收机理石墨烯复合材料由石墨烯和其他材料复合而成,其中石墨烯作为复合材料中的一种纳米材料,具有出色的导电和导热性能。

当石墨烯复合材料受到电磁波的照射时,其表面电荷振荡会产生吸收能力。

此外,石墨烯复合材料中的磁散射和磁吸收也可以导致电磁波的吸收。

二、石墨烯复合材料的电磁波吸收性能研究现状在实际应用中,一般将石墨烯复合材料作为电磁波吸收材料来研究。

有研究表明,石墨烯复合材料具有较高的电磁波吸收性能。

例如,石墨烯/NiFe2O4复合材料的吸收峰值在3 GHz处达到-50 dB,这意味着这种复合材料可以有效地吸收电磁波。

另外,石墨烯/聚苯胺复合材料的吸收带宽也很宽,可以达到3 GHz到10 GHz。

这些研究表明,石墨烯复合材料具有较好的电磁波吸收性能。

三、石墨烯复合材料的改性方法为了使石墨烯复合材料具有更好的电磁波吸收性能,研究者们采用了各种方法来对石墨烯进行改性。

其中,掺杂和表面修饰是两种常见的改性方法。

1.掺杂改性掺杂是指在石墨烯中加入金属、非金属甚至有机物质。

这种掺杂可以改变石墨烯的导电性质,从而提高电磁波吸收性能。

例如,在石墨烯中掺杂碳纳米管可以引起由于磁吸收引起的迟滞效应,从而提高了石墨烯复合材料的吸收能力。

2.表面修饰改性表面修饰是指通过化学方法对石墨烯表面进行处理,增强石墨烯与复合材料之间的相互作用。

这种方法可以改善石墨烯在复合材料中的分散性和稳定性。

例如,将石墨烯表面修饰成氧化石墨烯或氢氟酸处理的石墨烯可以增强其与其他材料的相容性,提高复合材料的电磁波吸收性能。

四、石墨烯复合材料在电磁波应用中的展望石墨烯复合材料具有广阔的应用前景,特别是在电磁波领域中。

石墨烯聚合物复合材料的研究现状及前景论文1 推荐

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石墨烯/聚合物复合材料的研究现状及前景皖西学院材料1102班:2011010373张帅2011010355施含、2011010347陆瑞瑞、2011010611蔡虹、2011010364谢偏、2011010336冯帆摘要:石墨烯是2004年问世的一种具有单原子厚度的二维蜂窝状晶体结构的新型纳米材料,其特殊的结构赋予了它许多新奇的物理性质,如优异的力学性能,良好的导电和导热性能,和极佳的复合材料增强性能,石墨烯作为纳米增强组分, 少量添加可以使聚合物的热学、力学、电学等物理性能得到大幅地提高。

因此其应用领域广泛,受到广大学者科学家的重视。

本文主要介绍聚合物复合材料的界面结构,石墨烯结构和界面,石墨烯/聚合物复合材料的实现和应用以及对未来发展前景的展望。

(9、12、13、17)关键词:石墨烯、聚合物复合材料、界面相容性、材料改性、力学性能、电学性能、热学性能,应用。

Present situation and prospect in Graphene/polymercomposites.Zhang ShuaiShi Han 、Lu Ruirui、Cai Hong 、Xie Pian Feng Fan Abstract:Graphene discovered in 2004 is a atomic two-dimensional(2D)nanomaterials. Due to its unusual molecular structure ,graphene shows many novels ,unique physical and chemical properties ,such as excellent electric conductivity ,thermalconductivity ,thermal stability.Graphene as nano enhanced components, a small amount of added can make polymer thermal, mechanical, electrical and other physical properties are improved significantly.So its application field widely, have drawn the attention of the many scholars scientists.This paper mainly introduces the interface structure of polymer composite materials, graphene structure and interface, implementation and application of graphene/polymer composites as well as on the outlook for the future development prospect.Key words: Graphene,Polymer composite materials Material modification、Mechanical properties、Electrical performance、Thermal properties、application.一:石墨烯/聚合物的研究现状自年石墨烯发现以来,石墨烯的研究成果层出不穷,其中包括,生活领域,医用领域,电化学领域等。

石墨烯/氧化锰/聚苯胺微纳米复合材料的制备及其超级电容器性质的研究

石墨烯/氧化锰/聚苯胺微纳米复合材料的制备及其超级电容器性质的研究

Re s e a r c h O n t he F a b r i c a io t n a n d S u p e r ap c a dt o r Cha r a c t e is r t i c s o f
Gr a p h e n e / Mn OJ Po l y a n i l i n e Mi c r o 。 _ _ - Na n o Co mp o s i t e s
A b s t r a c t :T h e g r a p h e n e / ma ng a n e s e o x i d e ・ / p o l y a n i l i n e mi c r o — — n a n o c o m p o s i t e s w e r e f a b r i c a t e d a n d i t s c a p a c i t i v e p r o p e r t i e s
要 :本文主要对石墨烯/ 氧化锰/ 聚苯胺微纳米复合物作 为超级 电容 器电极材料 的制备及其 电容性质进行 了研 究。红 外
光谱 、x一 射线光电子能谱 和扫描 电镜等测试结果表 明 已成 功合成 了三元微纳米复合物。通过循环伏安测试和恒电流充放 电
测试表明石墨烯与氧化锰 以 1: 5 的质量 比进行复合得 到的产物电化 学储 能性质最好 。三元复合 时,随着苯胺的增加 ,三元 复合物的充放 电时间逐渐增 长,苯胺与石 墨烯/ 氧化锰 复合材料的质量比为2: 1 时 ,复合物的 比电容为 3 1 1 F / g ,比石墨烯/ 氧化锰的比电容 ( 1 7 1 F / g )高出近一倍 ,由此 可知 ,聚苯胺的加入显著提 高了二元复合 物的比电容。 关键词 :超级电容器;石墨烯 ;复合 材料 中图分类号 : 06 文献标识码 :A 文章编号 :1 6 7 2 ~ 9 8 7 O ( 2 O 1 3 ) O 6 一O 0 9 O 一 0 3

石墨烯改性聚氨酯复合材料的应用

石墨烯改性聚氨酯复合材料的应用

ECOLOGY区域治理石墨烯改性聚氨酯复合材料的应用江苏大学京江学院 彭秋华摘要:石墨烯纳米材料具有很强的导电性和结构稳定性,作为一种优良的改性复合材料,可以在聚氨酯合成作用中发挥巨大的作用。

本文综述了石墨烯改性聚氨酯复合材料的三种制备方法:溶液共混法、熔融共混法和原位聚合法,并详细介绍复合材料在防腐涂层、沥青、形状记忆材料以及导电材料上的应用,最后展望了石墨烯改性聚氨酯复合材料的发展前景。

关键词:石墨烯;聚氨酯;复合物;应用中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)52-0152-0002聚氨酯最早出现在二十世纪三十年代初,是一种高分子化合物,分为软质和硬质聚氨酯,不但具有一定的抗震性和防毒性,还具有热稳定性的优点。

因此,依靠这些优越性,被广泛的应用到各种领域中,例如这些性能在建筑领域中也得到了广泛的应用。

虽然在不断尝试,也在不断寻求新的方法,但还是会有不少问题出现。

经研究发现,加入改性剂之后可以使其性能发挥其更大的作用,有效减少资源的浪费。

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格的二维碳纳米材料,因其呈蜂巢网状结构的原因,使其具有较强的稳定性。

石墨烯不仅具有优异的电学、光学、力学等性质,而且还具有一定的韧性,并且就纳米材料而言,石墨烯的发展受到社会各界的广泛关注,其氧化和功能化后会变得异常的坚固、强韧。

近年来,石墨烯改性聚氨酯复合材料在工业上已受到广泛的关注,石墨烯改性聚氨酯能够使石墨烯和聚氨酯发挥巨大的作用,满足现代工业发展的需求。

一、石墨烯的概述(一)石墨烯的发展历史以及结构1.石墨烯的发展在二十世纪三十年代初,通过苏联物理学家朗道和斯佩尔科学家的精心研究,准二维晶体材料的性质逐渐被揭开神秘的面纱,由于受到各种因素的影响,其很快就被分解了。

之后在1945年,华莱士就石墨烯的电子结构进行了相关的研究。

之后很多年内,更多科研人员对石墨烯的结构进行了研究。

改性氧化石墨烯-聚苯胺复合材料的制备及防腐性能

改性氧化石墨烯-聚苯胺复合材料的制备及防腐性能

改性氧化石墨烯-聚苯胺复合材料的制备及防腐性能改性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及防腐性能摘要:随着科技的不断发展和人们对环境保护的重视,防腐材料的研究逐渐成为热点。

本研究以聚苯胺(PANI)为基体,通过改性氧化石墨烯(GO)的加入制备了一种改性氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI)复合材料,并对其防腐性能进行了研究。

结果表明,GO的引入显著提高了复合材料的电导率和机械性能,并且具有良好的防腐性能。

本研究为开发高性能防腐材料提供了新的思路。

关键词:改性氧化石墨烯,聚苯胺,复合材料,防腐性能 1. 引言近年来,防腐材料在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。

传统的防腐材料往往存在使用寿命短、防护效果不理想等问题,因此开发高性能的防腐材料成为迫切需求。

氧化石墨烯(GO)作为一种具有优异电子性能和化学稳定性的纳米材料,被广泛应用于各个领域。

然而,GO在防腐材料中的应用受限于其高电阻率和机械性能较差的问题。

因此,将GO与其他有机材料进行复合改性,以提高复合材料的电导率和力学性能,并同时具备优异的防腐性能,成为近年来的研究重点。

2. 实验部分2.1 材料的制备2.1.1 GO的制备采用改进的Hummers法制备GO。

首先将天然石墨加入浓硫酸中,并搅拌30分钟。

然后缓慢加入高锰酸钾,并继续搅拌1小时。

接下来将混合溶液稀释至10倍,加入冰浴中,并缓慢滴加稀磷酸。

最后用10% HCl溶液洗涤过滤得到GO。

2.1.2 GO/PANI复合材料的制备将得到的GO与聚苯胺(PANI)按照一定比例混合,并在溶剂中搅拌2小时使其均匀分散。

随后将混合物转移到模具中,用真空烘箱进行干燥,最后得到GO/PANI复合材料。

2.2 防腐性能测试采用电化学阻抗谱(EIS)技术对GO/PANI复合材料的防腐性能进行评估。

将复合材料制备成电极,并将其浸泡在含有NaCl的腐蚀介质中,通过测量电流和电位变化来研究复合材料的防腐蚀性能。

3. 结果与讨论3.1 GO/PANI复合材料的表征通过扫描电镜观察复合材料表面的形貌,可以看到GO均匀地分散在PANI的基体中。

石墨烯复合材料

石墨烯复合材料

石墨烯复合材料
石墨烯是一种由碳原子构成的二维晶格结构材料,具有极强的机械强度、导电性和热导性,因此被广泛应用于复合材料领域。

石墨烯复合材料是指将石墨烯与其他材料进行复合,以提高材料的性能和功能。

目前,石墨烯复合材料已经在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。

首先,石墨烯复合材料具有优异的机械强度。

石墨烯本身具有非常高的强度和韧性,能够有效增强复合材料的整体强度和硬度。

与传统材料相比,石墨烯复合材料更轻更薄,但却具有更高的强度和耐磨性,因此在航空航天领域得到了广泛的应用。

其次,石墨烯复合材料具有优异的导电性能。

石墨烯是一种优良的导电材料,能够有效提高复合材料的导电性能。

在电子设备制造领域,石墨烯复合材料可以用于制造柔性电路板、导电薄膜等产品,大大提高了电子设备的性能和可靠性。

另外,石墨烯复合材料还具有优异的热导性能。

石墨烯具有非常高的热导率,可以有效地将热量传导出去,因此在汽车制造领域得到了广泛的应用。

石墨烯复合材料可以用于制造散热片、发动机零部件等产品,提高了汽车的燃烧效率和安全性能。

总的来说,石墨烯复合材料具有优异的机械强度、导电性和热导性能,已经在航空航天、汽车制造、电子设备等领域得到了广泛的应用。

随着石墨烯制备技术的不断进步,相信石墨烯复合材料在未来会有更广阔的发展空间,为各个领域带来更多的创新和突破。

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石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用
石墨烯是一种六角形呈蜂窝晶格的单层片状结构的二维 新材料,具有导电能力强、比表面积大、突出的电学、力 学、热力学性能等优点。这使其成为最具潜力的高科技应 用材料,但石墨烯易发生团聚,分散性差,会影响其导电 性能。
将 GR 填充到 PANI 上制成复合材料,PANI 以 π-π键形式均匀分散在 GR 上,这种协同作用可避免 两种材料各自的不足,可较大程度地提高复合材料 的电化学性能。
[5]汪建德、彭同江、鲜海洋等. 三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及. 90-98
[6]何海波、王许云、白立俊等. 石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中应 用[J]. 化工学报. 2014,65(6). 2186-2192
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石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用 MFC 阳极具有负载微生物、传递电子、底物氧
化等作用,是影响 MFC 产电性能的重要影响因素 之一。选择有潜力的阳极材料以及对其进行改性, 对 MFC 产电能力的提高具有重要的意义。
导电的聚苯胺是一种典型的π电子共轭结构的高 分子聚合物,但PANI 在化学氧化还原过程中体积变化 较大,导致其化学稳定性较差。
MFC
与金属相比,石墨烯/聚苯胺复 合材料作为电磁屏蔽材料具有 低密度、不易腐蚀、易加工等 优点
石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在超级电容器电极中的应用
聚苯胺(PANI)作为超级电容器的理想电极材料, 具有制备工艺简单、成本低廉、可逆性好、比容量 高、能进行快速的掺杂与去掺杂过程等一系列优点。 但由于在长时间的充放电循环过程中其结构易出现 溶胀和收缩行为, 导致其循环稳定性较差, 限制了它 的进一步应用, 与碳基材料复合是缓解此缺陷的最佳 途径之一。而作为新型碳材料的石墨烯有着良好的 结构稳定性、强导电性和大比表面积, 被认为是用来 克服PANI结构不稳定性的最佳碳材料之一。
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石墨烯/聚苯胺材料的应用
超级电容器与电池相比具有超 长的循环寿命,可以高速充放 电,具有高功率密度,维护简 单,也更安全。
防腐 涂层
微生物燃料电池(MFC)是 以微生物作为催化剂,以污 水中有机物作为燃料,将燃 料中的化学能转变成电能的 装置。
电磁 屏蔽
超级电 容器
导电聚苯胺水性防腐涂料能够 提高 金属腐蚀电位,快速传导腐蚀过程 中形成的电子,分离阴极和阳极反 应,并在基体表面形成金属钝化层, 减缓金属的腐蚀。Compton 等研 究发现,掺杂低浓度石墨烯的聚苯 乙烯(PS)薄膜对气体阻隔性能优越。
微乳液聚合法制备PANI纳米球 • Preparation of PANI/GO nanostructure
制备 PANI/GO纳米 结构 • Preparation of graphene/PANI composite film
制备石墨烯/PANI复合膜
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石墨烯/聚苯胺的制备
超级电容器所需的石墨烯聚苯胺材料制备方法 (a)预混PANI团簇(绿色)和石墨 烯薄片(蓝色)与相应的TEM图像。 (b) PANI球体附着在GO的混合 结构SEM图像 (c)层层叠加组装的PANI /GO结 构的SEM图像。 (d)石墨烯/聚苯胺最后组装完 成的图像
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石墨烯/聚苯胺的制备
以制备的氧化石墨凝胶和聚苯胺纳米线为原料, 将二者按一定 的质量比进行混合超声分散, 再以混合分散液为前驱体采用一 步水热法制备得到三维还原氧化石墨烯(RGO)/聚苯胺(PANI) (RGP)复合材料。
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石墨烯/聚苯胺的制备
超级电容器所需的石墨烯聚苯胺材料制备方法 • Preparation of PANI nanospheres by microemulsion polymerization
[4]Mahbub Hassan,Kakarla Raghava Reddy,Enamul Haque et al . Hierarchical assembly of graphene/polyaniline nanostructures to synthesize free-standing supercapacitor electrode. Composites Science and Technology 2014. 1–8
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引用论文
[1]赵强、吕满庚. 三维有序结构聚苯胺/石墨烯纳米复合材料的制备及其超级电 容器电 中的应用[J].精细化工.2016,33(6). 635-642
[2]袁冰清、郁黎明、盛雷梅等.石墨烯/聚苯胺复合材料的电磁屏蔽性能[J]. 复合材料学报.2013,1(30). 22-26
[3]张兰河、李尧松、王冬等.聚苯胺/石墨烯水性涂料的制备及其防腐性能的研 究[J].中国电机工程学报.2015,35. 170-176
石墨烯/聚苯胺复合材料
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• 石墨烯/聚苯胺材料的简单介绍 • 石墨烯/聚苯胺材料的应用 • 石墨烯/聚苯胺的制备 • 引用论文
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石墨烯/聚苯胺材料的简单介绍
聚苯胺( PANI) 作为一种导电高分子,具备质轻、易 合成、良好环境稳定性、生物相容性、快速氧化还原 和电导率可调等优点,在超级电容器、电化学传感器、 电池、热电材料、和电磁屏蔽材料等领域表现出广阔 的应用前景。然而,聚苯胺作为超级电容器的电极材 料虽然具有高的理论比电容,但是长循环快速掺杂脱 掺杂使得聚苯胺骨架膨胀坍塌,结构破坏,电化学性 能下降,在实际应用中受到限制。近年来的研究发现, 将聚苯胺与碳基材料有效复合可以提高比电容和电化 学循环稳定性。特别是结构有序的聚苯胺/石墨烯纳米 复合材料表现出更优异的电化学性能。
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