电鳗的放电原理:
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜;电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压;许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙;淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。电鳗也是活生生的动物,那么人类能否像电鳗一样放电了?就像飞机的灵感来源于鸟,人类能否学习效仿电鳗
人类身体的确也能像电蟃一样产生生物电,只不过电蟃能把生物电瞬间升压,以用来捕食或进攻或防卫。
而人类的生物电是弱电压,并且是衡定的,仅仅是用在脏器的工作上。比如:刺激心脏跳动,激发脑电波,神经反射等等。
由于人类不需要用电来武装自己,并且生物调压是一个很复杂的过程,受制于若干条件,所以暂时还没有这方面的研究。
科学家可以制造像电鳗一样能放电的人吗
电鳗放电是一种生物现象,也是电鳗生存及捕食的主要方法,但掌握这种能力的只有少数动物,说明这种方法不是主流,也不可能成为生物中的主流。人类已经掌握了利用工具的方法,没有必要,也不太可能制造出可以放电的人的。
人类能仿制生物电吗?仿莹火虫电鳗等放电生物利用生物细胞化学反应放电!
从理论上讲当然可以,但是似乎没有这个必要。首先说明:荧火虫发光只有电子跃迁没有电子传递,即并没有放电。至于电鳗,虽然电压较高但只能持续较短时间,需要消耗很多能量,非常不经济,而且技术难度也较高。相比之下,传统的发电方式效率较高,优点明显,所以目前还没有人计划采取这种方式。当然,多进行这类思考,是不无益处的。
哪里不明白请追问,满意请采纳,希望对你有帮助。
电鳗人如其名,浑身带电,为什么我们不能利用电鳗身上的电呢?
电鳗发电属于 "生物发电 "的概念,其本质是对生物能源的利用。理论上是可以利用的,但以目前人类生物技术的水平,还不足以大规模应用,所以不能形成规模。电鳗不可能一直发电。它的细胞需要长期积累和储存,然后瞬间放电。而人类对电的使用是需要持续稳定的输出。
目前还不可能大规模生产电鳗的电芯,因此不可能建造大型生物发电机组。因此,目前生物发电技术的应用比较困难,经济效益比较低。因为发电厂的效率比电鳗高得多,简单地说,你养的电都不能用。养殖业太危险了。人体有潜力可挖,但问题的两部分完全没有联系。人类的神经系统自然能够产生电压和电流,但它比电鳗要弱得多。你也可以在运动中摩擦电,在没有防静电措施的情况下在冬天啪啪啪。
人们的身体可以像运动员一样被训练成 "远超常人",也可以在危机时刻通过迅速增加肾上腺素来发挥体力,进入精神异常集中的状态,有概率做一些平时看起来很难做到的事情。这与电鳗放电没有什么相似之处。电鳗用来放电的片状肌肉分布在其身体长度的80%以上。如果将 "人类潜能 "与电鳗相比,其物质基础小到早就被发现了。此外,高水平的压力与心血管疾病、脑血管疾病和肌肉损伤的各种风险有关。
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电鳗可以放电,人类可以利用下发电吗?
小时候,很喜欢收集打火机的电子点火器,不是为了收藏,只是为了恶作剧。
用打火机的电子点火器来欺负人,效果往往是最好的。
偷偷靠近,趁对方不注意,接触皮肤按下点火器,对方不仅会感觉到一点点疼痛,还会被吓一跳。
显然,用电来作为自己的防御手段,绝对是快准狠的招数,要么被突如其来的电流吓死,要么会被强大的电压电晕。
在自然界中,电鳗就是这项技能的拥有者,因为这个技能,它被冠上了最恐怖的名号。
电鳗:高压线,地球上最令人恐怖的淡水动物之一
电鳗的高压袭击,一直以来都被认为是自然界中最强大的攻击手段之一。
几个世纪以来,科学家们都在研究电鳗的秘密,但是这种生物,是出了名的难以研究。
电鳗生活在南美洲亚马逊河流的水域中,体型大,可长到2.5米,20公斤。由于喜欢生活在很浑浊的水域,因此很难观察到它们,再加上如此巨大的体型,能够产生高达600伏电压,电流足以电晕一个成年人,因此,很难在自然环境中观察和捕捉到它。
当捕捉猎物和逃避危险的时候,电鳗都会使用电能。
电鳗是如何产生电能的呢?
这就和它特化的肌肉有关。在电鳗体内含有很多特化的肌肉组织,这些肌肉组织就是它的放电体。每一个放电体都能产生0.15伏的电压,像这样的放电体电鳗有数千个,占据身体的80%以上。
数千个放电体像小型电池一样串联起来,一起放电的时候,头部是负极,尾部是正极,可以释放出600-800伏的电压。
也就是说,放电体越多,电压就越大,因此电鳗的大小和放电的损伤力是有关的,但也有极限。
在1米以内,电鳗体型越大电压越高,超过1米,电压就不太明显,越大只能增加电流强度。
电鳗的放电体可以像电池一样,储存能量,在关键的时候使用。
遇到可口的猎物的时候,就会释放电压,利用高压电荷来破坏鱼的肌肉,当鱼瘫痪后,就把鱼吃进肚子里;
当猎物的藏身位置不太明显的时候,电鳗也会放电,迫使鱼从藏身之处逃出来;
遇到捕食者,例如鳄鱼,电鳗也不慌不忙,当鳄鱼主动靠近招惹电鳗后,电鳗才会放电,不自量力的鳄鱼足以被电流电晕甚至死亡。
如此高压电荷,为什么电鳗没把自己电死?
电鳗放出的电荷有多强,之前我们已经说到了,若要养殖这样的鱼类,也是需要非常注意的。
即使你离电鳗5米左右的距离,若它感觉到危险放电,人很有可能被电晕,电晕后会因为没有意识,很容易发生溺水事件。
作为放电体,电鳗又是如何保护自己的呢?
首先,电鳗放电的装置在身体两侧,在水里的时候,身体大部分都是有绝缘性物质包裹着,自身就像一个大电池。
我们知道,水是很好的导体,电阻比较小,而电鳗身体电阻比较大,因此在放电的时候,电能会选择电阻小的水来释放,不会通过电鳗的身体,自然就不会伤到自己。
但如果遇到电阻比电鳗身体大的,例如空气,那么电荷优先选择电阻小的来通过,电鳗就会电到自己。
如果电鳗的绝缘性包裹有破损的时候,也有可能出现被电伤的情况。
那电鳗会被另一只电鳗的电伤到吗?
正常情况下不会的,电对于电鳗来说不光是防御手段,也是交流手段,可以通过电流来观测周围环境,以及和同伴交流,可见电鳗并不是完全绝缘的,只是它习惯这样的电流生活,对电的耐受性比较高罢了。
电鳗可以成为人类的“放电机”吗?
从理论上来说,电鳗的电荷是可持续的。
它会根据危险系数的不同,控制释放电流的强度。电荷释放后,重新蓄积后也能再次释放,只是中间是需要蓄积的时间的。
虽然电鳗的电压很高,但电流并不强,而且持续时间只有10-15秒。持续放电后,电流也会越来越弱。
当地人捕食电鳗,正是利用这个特点。
土著居民会先将牲畜赶到有电鳗的河域中,迫使电鳗放电,等电鳗没有力气再放电的时候,再下河捕捉。电鳗是当地比较有名的食用鱼。
无法持续不断放电,再加上电鳗是生物,难以控制,因此要利用电鳗来发电,是有难度的。
最后
总的来说,电鳗不会把人电死,电晕导致溺水死亡是有可能;
电鳗也可以吃,只要你敢下河抓就行;
电鳗虽然会放电,但本身也怕电,电击鳗鱼,它也会被电死;
还有想养一条电鳗来给手机充电的,请放弃这样的想法,一来危险,二来电鳗的电无法持续稳定输出。
为什么动物能放电,到人类这就不行了?
在很多的神话传说和一些影视作品中,我们都可以看到有的生物能够放电,而有的生物则可以喷火。在一些超能力的影视作品中,水木金火土都是属于能力的范畴,超能力者可以控水,喷火甚至是放电。
相信不少的朋友看完这些超能力的影视作品,都会非常羡慕这种超能力,期望自己也能够放电放火。那么在现实世界里,是否存在能够放电放火的生物?在人类的世界里,目前还没有出现能够放电或者放火的生物。
可是在动物世界里,拥有放电能力的生物却存在,比如电鳗、电鲶,电鳐等。而且这些能够放电的生物还都是鱼类,陆地生物目前还没有发现能够放电的。而至于能够喷火的生物,目前一个也没有发现。
这让不少的朋友产生了一个疑惑:世界上有能够放电的生物,为什么没有会喷火的?说起喷火的生物,传说中的火龙就可以,只不过龙这种生物谁也没有见过,也只是属于传说中的动物。那么电鳗、电鲶,电鳐等为什么能够放电?
其实说起放电的属性,根据科学家的研究发现,99%的生物体内都是带电的,其中就包括人类。即使是水果这样的植物,它们内部同样也带电,相信不少朋友也看过有人用水果进行发电实验,能够检测到微弱的电流。可见,水果内部也是能够放电的,只不过非常弱。
可是带电并不等于能够探测电量,虽然99%的生物体内都带电,但是真正能够做到控制自身电量,并将其释放出来的生物却只有十几种,而且还全部都是鱼类。
我们都知道,放电模式需要两个关键的部分,一个是要有一个能够储存电量的电池,而另一个则是需要能够放储存电量释放出来的外部装置,比如电线等。生物体的放电模式与此也是非常相似的,我们以电鳗为例,它能够放出强大的电流,说明它的身体内部能够储存大量的电量。
科学家研究发现,电鳗的肌肉组织是非常特殊的,它的每一个细胞就像是一个微型电池。这些微型电池通过神经连接起来,当电鳗受到刺激的时候,这些细胞电脑就会通过神经串联起来,从而让离子流穿越电鳗全身,于是电流就产生了。
这些产生的电流在电鳗的头部和尾部形成了电的两极,产生了很高的电压,能够向体外释放足够强的电流,这种电流是普通生物难以抵挡的。可不是小瞧电鳗的电压和电流,平常时候电鳗放电时产生的电流是极微弱的,还不到1安培。
可是在一些特殊情况下,电鳗却能够产生高大800伏的电压,这个电压就非常强大了。正是由于电鳗能够放出强大的电压和电流,而水又是导电物质,所以它在海洋中也是没有什么生物敢于轻易招惹。一旦被它电到,普通生物轻则被击晕,重则可能就没命了。
电鳗之类的生物之所以能随时放电,离不开它们的重要器官——发电器,其实就是它们器官的神经部分。而它肌肉内的细胞,则充当电流的储存装置,有趣的是,电鳗每次放电之后,需要“充电”休息一段时间才可以重新放电。
理论上来讲,任何生物只要体内拥有一个电量储存的器官,并且再配上一个能够充当发电器的器官,那么就可以随时放电。当然,目前这只是一个从电鳗身上得到启发的一个猜想,实际中我们还没有进行过此类的实验。
那为什么有生物体可以放电,却不存在能够喷火的生物?其实这主要还是生命层次不够。生命从构成本质上来讲,也都是有血有肉的脆弱结构,不管是什么样的动物,构成物质最多的就是碳氢氧和蛋白质。而组成这些物质水占据着绝对的优势。
从这些物质我们不难分析出,它们都是可导电的物质,这些组织本身就能够导电,对电具备亲和性。能够储存一定的电量,电也不会轻易伤害到这些物质。可是火则不同,这些物质没有一种是不怕的,水怕火,其它的物质更怕火。
尤其是动物的皮肤和体内都含有比较高的油脂,这可同样是一种易燃物。从前面电鳗的例子我们就知道,生物体要放电,体内必须要能够储存大量的电量,并且还需要神经将这些储量电量的细胞连接起来才行。而不管是能够储存电的细胞还是能够进行导电的神经,它们是不怕电的。
可是生物体内却不具备能够储存火的细胞或者导火的神经,生物体内基本都是怕火的东西,怎么可能会让火储存。没有储火的结构,那么生物想要喷火自然也是不可能的。这是碳基生物这种生命层次的一种制约,生物体想要喷火就需要另一种生命层次才行,比如硅基生命。
如果生命进化出了以硅为晶体或者是其它高纯度的细胞或结构,那么就不会怕火,就具备了储存火的基础。有了这个基础之后,才有可能拥有喷火的能力。地球生物自然状态下的进化是不可能达到这个生命层次的,可是人类在未来却有可能。
人类进入科技时代之后就预示着,未来的进化道路可能不再受大自然的制约,而是我们可以主导人体进化的方向。越来越强大的基因技术和机械技术,可以让人体实现半机械化,体内的一部分器官结构等,在未来可以用强大的机械来代替,比如将心脏换成机械心脏,功能更加强大。
如果我们想要拥有放电或者放火的能力,那么就可以在人体内进行一部分改造,配备上能够储存电或者火的结构,再通过其它的改造,就可以让人类拥有放电或者喷火的能力。这就是科技的强大之处,它可以让人类的生命层次发生质的改变。
当然,人类拥有了各种超能力之后,对于人类文明来说未必就是一种好事。如果不对这些能力者进行严格管理的话,有可能会给人类带来巨大的伤害和更严重的可怕后果。
电鳗能瞬间放电,人类为何不能利用这种能力发电呢?
电鳗能瞬间放电,人类为何不能利用这种能力发电呢?电鳗放电形式是受惊吓紧张神经收缩产生高压电流,是瞬间性的,故此无法应用在交通工具上。千万不要被固化思维,不是做不到,而是怎样做到。我们可以先假设可以把这技术应用到汽车上。然后进行结果倒推就行了。只要能够实现稳定的,连续放电就行了呗。怎么实现呢?其实现在的问题是什么东西能够储存能量,体积和质量都要合适。那就涉及到材料科学。科技的发展是相辅相成的,有时候解决这个问题又需要不同学科的突破。瞬间为什么不能用在汽车上,汽车需要长时间放电。自然界中能放电的不止电鳗,收集闪电也许未来,新能源的考虑方向。只是现在材料限制没有能存储这么大的能源装备。
瞬间功率不小(估计在数千瓦到十几千瓦),但这种电能的持续性很差,也即,总能量很低(绝不可能到1MJ,一度电为3.6MJ)。所以这个东西不可能与电力工具搭上界。多说一句,现在纯电车的里程焦虑症也来自动力电池的能量不足。(如果能到200KWh,就没人焦虑了,而现在如果达到这个电量,成本太高,重量太重,故实现不了)电鳗放电的本事来自它体内的一些能放电的细胞。在电鳗的体内有一些特殊的细胞,当这些细胞受到神经刺激后,会打开其表面的离子通道,让大量的离子迅速通过细胞膜,而带电离子的运动就形成了电流。每一个细胞能产生的电压虽然只有0.15伏左右,但因为电鳗体内有很多这样的细胞,无数的细胞首尾相连,就构成了一种串联结构。从总体上看,电鳗就像一节超大号的电池,它的头部是负极,尾部是正极,电压能达到600-800伏。
当电鳗放电时,因为电鳗的身体有脂肪组织,这些组织的电阻很大,而它生活的环境——水,的电阻很小,于是电流就倾向于从水中传播。而电鳗身体虽然也会有一些电流通过,但因为它已经适应了这种相对较低的电流,所以不会被自己电死。不过,电鳗的放电细胞不能持续高强度放电,随着放电次数的增加,它很快就会陷入疲惫状态,因此在生活中电鳗轻易不会用最大强度放电,而是用低电流完成环境探索、警示天地等行为,只有面对过于强的天敌时才会放强电。
为什么电鳗鱼能电人
电鳗体内有一些细胞就像小型的叠层电池,当它被神经信号所激励时,能陡然使离子流通过它的细胞膜。电鳗体内从头到尾都有这样的细胞,就像许多叠在一起的叠层电池。当产生电流时,所有这些电池(每个电池电压约0.15伏)都串联起来,这样在电鳗的头和尾之间就产生了很高的电压。许多这样的电池组又并联起来,这样就能在体外产生足够大的电流。用这些电流足以将它的猎物或天敌击晕或击毙。淡水里的电鱼需要更多的电池串联在一起,因为淡水的电阻较大,产生同样的电流需要更高的的电压。
电鳗,裸背电鳗科的鳗形南美鱼类,拉丁学名为Electrophorus electricus。能产生足以将人击昏的电流,是放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压可达300~800伏,因此电鳗有水中的"高压线"之称。 它不是真正的鳗类,而与鲶形目的种类近缘。电鳗入选美国《国家地理》杂志网站盘点的“地球上最令人恐惧的淡水动物”之一。 世界上已知的发电鱼类达数十种,其他会放电的鱼类还有电鲶、电鳐等。
电鳗(Electrophorus electricus)分布于南美洲亚马逊流域的圭亚那地区,多在浅水的池沼或水体较混浊的岸边活动,体型很大,是原产地著名的食用鱼。其高超的放电本领使其成为十分出名的鱼类,可作为水族馆中的展示鱼或观赏鱼。
电鳗发电是一种捕食和打击敌害的手段,有时是一种生理需要。电鳗能随意放电,自己掌握放电时间和强度,发电器最主要的枢纽是器官的神经部分。
电鳗是鱼类中放电能力最强的淡水鱼类,输出的电压达300~800伏,因此电鳗有水中“高压线”之称。电鳗的发电器的基本构造与电鳐相类似,也是由许多电板组成的。它的发电器分布在身体两侧的肌肉内,身体的尾端为正极,头部为负极,电流是从尾部流向头部。当电鳗的头和尾触及敌体,或受到刺激影响时即可发生强大的电流。电鳗的放电主要是出于生存的需要。因为电鳗要捕获其他鱼类和水生生物,放电就是获取猎物的一种手段。它所释放的电量,能够轻而易举地把比它小的动物击死,有时还会击毙比它大的动物,如正在河里涉水的马和游泳的牛也会被电鳗击昏。
电鳗放电时的平均电压为350多伏,但也有过650伏的放电记录。美洲电鳗的最大电压竟达800多伏,这么强的电压足以击死一头牛。电鳗放电时产生的电流是极微弱的,一般不到1安培;有时观察到的电压为500伏,电流为2安培,即功率为1000瓦的短时放电。虽然发出的是直流电,但放电频率每秒可达300个脉冲。
放电的损伤力
放电的损伤力取决于鳗鱼的大小和机体的状况。当电鳗长不到1米时,电压随着电鳗的成长而增加。当长到1米后,只增加电流的强度。电鳗每秒钟能放电50次,但连续放电后,电流逐渐减弱,10—15秒钟后完全消失,休息一会后又能重新恢复放电能力。在水中3—6米范围内,常有人触及电鳗放出的电而被击昏,甚至因此跌入水中而被淹死。
依靠电来感知周围环境
电鳗尾部发出的电流,流向头部的感受器,因此在它身体周围形成一个弱电场。电鳗中枢神经系统中有专门的细胞来监视电感受器的活动,并能根据监视分析的结果指挥电鳗的行为,决定采取捕食行为或避让行为或其它行为。有人曾经做过这样一个实验:在水池中放置两根垂直的导线,放入电鳗,并将水池放在黑暗的环境里,结果发现电鳗总在导线中间穿梭,一点儿也不会碰导线;当导线通电后,电鳗迅速往后跑。这说明电鳗是靠“电感”来判断周围环境的。
电鳗自身不被电的原因
电鳗的放电器官在身体的两侧,而且它大部分的身体或重要的器官都由绝缘性很高的构造包住,在水中就像是一个大电池。电流由电阻最小的通路经过,所以在水中放电时,电流会经由水(电阻比电鳗身体小)传递,电鳗并不会电到自已。但如果电鳗被抓到空气中,因空气的电阻比它身体的电阻更大,放电的话就会电到自已了。另外,如果电鳗受伤使两侧的绝缘体同时破损的话,放电时就会像两条裸露的电线一样发生短路的现象。
捕食特点
电鳗捕食的时候,首先悄悄地游近鱼群,然后可连续放出电流,受到电击的鱼马上晕厥过去,身体僵直,于是,电鳗乘机吞食它们。电鳗放电,有时也不一定是为了捕食,也可能是一种生理需要。被电鳗电死的鱼,往往超过它们食用所需要的量,这给渔业生产带来危害。
南美洲土著居民利用电鳗连续不断地放电后,需要经过一段时间休息和补充丰富的食物后,才能恢复原有的放电强度的特点,先将一群牛马赶下河去,使电鳗被激怒而不断放电,待电鳗放完电精疲力尽时,直接捕捉。
电鳗发出的电流,能被人类改造成常用电吗?
一般来说电鳗发出的电流不能被人类改造为日常用电。因为电鳗发出的电压虽然很高,但是电流并不强,而且电流的持续时间只有10秒到15秒之间,之后放电量就会越来越弱,没有持续性,需要休息一段时间后才能再次聚集电荷,而且电鳗是一种动物,让它配合人类发电很难,想利用电鳗的电流并不容易。
电鳗电鳗被人们誉为水中高压线,是淡水中最危险的动物之一。它们长大后能够达到2.5米的长度、重约40斤,能够在水中产生500到800伏的电压,电晕一条鳄鱼或一个成年人没有任何问题。电鳗身体两侧的细胞就等于是小型电池,放电的时候电鳗的头部是负极,尾部为正极,身体里的所有细胞串联起来就能释放出强大的电流,在一米水域范围内电压很高,超出一米外电压就会逐渐减弱。
电鳗如何捕食电鳗身体两侧的细胞作用跟电池差不多,平时能够储存能量,在关键的时候就可以放电。它的食物一般是水里的鱼虾等,当它靠近猎物的时候就会释放电流,让电流破坏鱼的肌肉导致其瘫痪,然后把鱼吃到肚子里。如果电鳗发现有鱼藏在附近,也会适当释放电流把鱼赶出来,当鱼靠近自己的时候,才释放强大的电量把鱼电晕,对于鳄鱼也是一样,电鳗会等到鳄鱼靠近自己后才放电,个子小的鳄鱼甚至会被它电死。
土著人捉电鳗电鳗身体里虽然能储存一定电量,但是并不具备很好的可持续性,一般来说电鳗每次放电量只有10秒到十几秒时间,之后就需要休息一段时间才能重新聚集电荷,所以这种情况就不适合被人类改造成日常用电了,因为它的电流不稳定。当地土著人捉电鳗的时候就是利用这个原理,他们会先想办法让电鳗放电,等电鳗的身体没有电了、累了,他们再下水把电鳗捉住。
电鳗发电的原理是什么,能够把成年人电晕过去吗?
一种特殊的异化细胞生长在电鳗鱼身体的两侧,其中每个细胞可以通过控制钠和钾离子的流动来产生微弱的电流,因此,由它组成的电池就像由成千上万个串联的小型电池组成的电池组,然后由成千上万个这样的电池结构连接,使电鳗鱼成为可以输出高电压的电源,电鳗鱼的正电荷和负电荷通常保持平衡。
一旦找到敌人,大脑中枢立即通过脊神经向细胞发送信号。当电池接收信号时,它将产生大约0.15伏的电压,这种细胞覆盖在电鳗鱼身体的两侧。这些电池就像小型堆叠电池。当其中一个细胞接收到信号时,成千上万个细胞同时发电,尾部的负极和头部的正极,电流从鱼尾流向鱼头,直径生成电场为23m,足以把任何动物包括我们人类直接给电晕过去。
虽然电鳗鱼可以放电800伏的最大电压,但是电鳗鱼放电的平均电压一般是350伏,很少有超过600伏的记录,电鳗鱼可以自行控制放电时间和强度,当电鳗鱼遇到危险时,电鳗鱼会先释放较小的电压来警告对方,通常,这种较弱的电流会使对方感到疼痛,但没有致命的威胁,如果另一方继续靠近而没有听到警告。
则电鳗鱼将释放更高的电压以使另一方失去知觉,当然,当电鳗鱼觅食时,它会不时放电,因为许多鱼相对聪明,当它们看到电鳗鱼来的时候,它们会很快躲起来,这样电鳗鱼就找不到食物了。但是电鳗鱼也相对聪明。它会时不时地放电,所以即使是躲在黑暗中的鱼也会不由自主地抽动,这将引起电鳗鱼的注意。
关于电鳗发电的原理是什么能够把成年人电晕过去吗的问题,今天就解释到这里。
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