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少数原子クラスター内包系のスピン・構造状態制御による物性発現機構の理論的解明

研究課題

研究課題/領域番号 23350064
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物質化学
研究機関大阪大学

研究代表者

奥村 光隆  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40356712)

研究分担者 川上 貴資  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (30321748)
北河 康隆  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60362612)
山中 秀介  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10324865)
長尾 秀実 (長尾 秀美)  金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (30291892)
研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2012年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード擬縮重多電子系 / コロイド・超微粒子 / 金属錯体 / 磁性 / 伝導性 / 光物性 / 量子化学計算 / ナノ材料 / 理論計算 / サブナノクラスター / 光特性 / 磁気特性 / 化学反応性
研究概要

少数の金属原子からなるサブナノおよびナノクラスター等の擬縮重多電子系の電子状態に由来する磁性、伝導性、光物性及び触媒特性の構造と物性の相関関係を第一原理量子化学計算に立脚した手法により、物性の発現機構とそれらの物性発現に向けた作業仮説の確立を目指して研究を行った。その結果、金などの複合ナノクラスターの触媒特性における電荷分極の重要性、多核金クラスター錯体における光吸収発光特性の解明と高効率化に向けた作業仮説、そして大きな多核金属錯体の零磁場分裂定数D値の小さなモデルクラスターを用いた算出方法などの有用な情報を理論計算から得ることに成功した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (57件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (19件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (34件) (うち招待講演 4件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Preparation of Ag-core/Au-shell bimetallic nanoparticles from physical mixtures of Au clusters and Ag ions under dark conditions and their catalytic activity for aerobic glucose oxidation2014

    • 著者名/発表者名
      H. Zhang
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 586 ページ: 462-468

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2013.10.048

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A quantum chemical study on polymerization catalysts for polyesters: Catalytic performance of chelated complexes of titanium2014

    • 著者名/発表者名
      I. Shigemoto
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 54 号: 13 ページ: 3297-3305

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2013.04.040

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of water molecules around GTP in Hras-GTP complex and GDP in Hras-GDP complex by molecular dynamics simulations2014

    • 著者名/発表者名
      T. Miyakawa
    • 雑誌名

      MOLECULAR PHYSICS

      巻: 112 号: 3-4 ページ: 526-532

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.852697

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Combination of approximate spin-projection and spin-restricted calculations based on ONIOM method for geometry optimization of large biradical systems2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kitagawa, N. Yasuda, H. Hatake, T. Saito, Y. Kataoka, T. Matsui, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura, K. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem

      巻: 113 号: 3 ページ: 290-295

    • DOI

      10.1002/qua.24018

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT calculations for chlorine elimination from chlorine-adsorbed gold clusters by hydrogen2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tada, K. Sakata, Y. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura
    • 雑誌名

      Chem. Phys. Lett.

      巻: 579 ページ: 94-99

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2013.06.023

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT calculations for Au adsorption onto a reduced TiO2 (110) surface with the coexistence of Cl2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tada, K. Sakata, S. Yamada, K. Okazaki, Y. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura
    • 雑誌名

      Mol. Phys.

      巻: 112 号: 3-4 ページ: 365-378

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.822113

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT calculations for aerobic oxidation of alcohols over neutral Au-6 cluster2013

    • 著者名/発表者名
      K. Sakata, K. Tada, S. Yamada, K. Okazaki, Y. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka, M. Okumura
    • 雑誌名

      Mol. Phys

      巻: 112 号: 3-4 ページ: 385-392

    • DOI

      10.1080/00268976.2013.828857

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Does B3LYP correctly describe magnetism of manganese complexes with various oxidation numbers and various structural motifs?2012

    • 著者名/発表者名
      S. Yamanaka, K. kanda, T. Saito, Y. Kitagawa, T. Kawakami, M. Ehara, M. Okumura, H. Nakamura, K. Yamaguchi
    • 雑誌名

      CHEMICAL PHYSICS LETTERS

      巻: 519-20 ページ: 134-140

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2011.11.025

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      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Catalytically highly active top gold atom on palladium nanocluster2012

    • 著者名/発表者名
      H. J. Zhang, T. Watanabe, M. Okumura, M. Haruta, N. Toshima
    • 雑誌名

      Nature Materials

      巻: 11 号: 1 ページ: 49-52

    • DOI

      10.1038/nmat3143

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical investigation for the stability of the concave-bound cyclopentadienyl iron complex of sumanene2012

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura, Y. Nakanishi, K. Kinoshita, S. Yamada, Y. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka, T. Amaya, T. Hirao
    • 雑誌名

      Int. J. Quant. Chem.

      巻: 113 号: 4 ページ: 437-442

    • DOI

      10.1002/qua.24057

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DFT Calculations of the Heterojunction Effect for Precious Metal Cluster Catalysts2012

    • 著者名/発表者名
      M. Okumura
    • 雑誌名

      Quantum Systems in Chemistry and Physics : Progress in Methods and Applications

      巻: 26 ページ: 363-375

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and reactivity of the mixed-alence CaMn_4O_5(H_2O)_4 and CaMn_4O_4(OH)(H_2O)_4 clusters at oxygen evolution complex of photosystem II.Hybrid DFT (UB3LYP and UBHANDHLYP) calculations2012

    • 著者名/発表者名
      T.Saito, S.Yamanaka, K.Kanda, H.Isobe, Y.Takano, Y.Shigeta, Y.Umena, K.Kawakami, J.-R.Shen, N.Kamiya, M.Okumura, M.Shoji, Y.Yoshioka, K.Yamaguchi
    • 雑誌名

      International Journal of Quantum Chemistry

      巻: 112 号: 1 ページ: 321-343

    • DOI

      10.1002/qua.23261

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Conductivity in Modified Models of Artificial Metal-DNA Using Green's Function-Based Elastic Scattering Theory (Selected Paper)2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Nakanishi, Y.Kitagawa, et al
    • 雑誌名

      BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN

      巻: 84 号: 4 ページ: 366-375

    • DOI

      10.1246/bcsj.20100207

    • NAID

      130004152889

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable Dispersions of PVP-Protected Au/Pt/Ag Trimetallic Nanoparticles as Highly Active Colloidal Catalysts for Aerobic Glucose Oxidation2011

    • 著者名/発表者名
      H. J. Zhang, M. Okumura, N. Toshima
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 115 号: 30 ページ: 14883-14891

    • DOI

      10.1021/jp203457f

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical study of intra- and inter-chain magnetic interactions in [Ni(chxn)(2)Br]Br(2)2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Kitagawa, M.Okumura
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 30 ページ: 3116-3120

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study on Singlet Oxygen Adsorption onto Surface of Graphene-like Aromatic Hydrocarbon Molecules2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kinoshita, T.Kawakami, K.Yamaguchi, et al
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 30 号: 18 ページ: 3249-3255

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.04.036

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      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical studies of d-d and d-pi-d magnetic interactions in (EDT-TTFVO)(2)FeBr(4) crystals2011

    • 著者名/発表者名
      M.Takenaka, T.Kawakami,, M.Okumura
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 30 号: 18 ページ: 3284-3291

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.07.020

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Studies of Host-Guest Interaction in the Cavity of the Nanoporous [Rh2bza4pyz] n crystal2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kawakami, M.Okumura, K.Yamaguchi, et al
    • 雑誌名

      Polyhedron

      巻: 30 号: 18 ページ: 3292-3297

    • DOI

      10.1016/j.poly.2011.07.021

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Investigation for the Optical Properties of Diphosphine Protected Au8 Cluster Complexes

    • 著者名/発表者名
      S. Hayashi, M. Okumura, Y. Kitagawa, T. Kawakami, S. Yamanaka
    • 雑誌名

      Chem. Lett

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 零磁場分裂定数Dの分子軌道法による産出と新規単分子磁石への指針2014

    • 著者名/発表者名
      川上貴資
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 弾性散乱Green関数法を用いた開殻一重項分子系の化学修飾による電子物性の変化に関する理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      木下啓二
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
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      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 金クラスターと保護高分子の水溶液中での配位構造に関する分子シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      坂田晃平
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋
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      2013 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスター上でのアリルアルコール異性化反応の理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋
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      2013 実績報告書
  • [学会発表] 金担持触媒調製時における残留塩素の影響に関する理論的研究2014

    • 著者名/発表者名
      多田幸平
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋
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      2013 実績報告書
  • [学会発表] Au/TiO 2 触媒の密度汎関数法による研究―金による担体活性化作用2014

    • 著者名/発表者名
      古賀裕明
    • 学会等名
      第113回触媒討論会
    • 発表場所
      ロワジールホテル豊橋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 零 磁 場 分 裂 定 数 D の 分 子 軌 道 法 による 算 出 と 新 規 単 分 子 磁 石 への 指 針2014

    • 著者名/発表者名
      川上貴資
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 弾 性 散 乱 Green 関 数 法 を 用 いた 開 殻 一 重 項 分 子 系 の 化 学 修 飾 に よる 電 子 物 性 の 変 化 に 関 する 理 論 的 研 究2014

    • 著者名/発表者名
      木下啓二
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 金 担 持 触 媒 における 金 ― 担 体 間 相 互 作 用 に 関 する 理 論 的 研 究2014

    • 著者名/発表者名
      多田幸平
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 計算科学からみたAu担持触媒2014

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      触媒学会 表面化学と触媒設計の融合研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 理論計算によるナノクラスター触媒の触媒特性解明2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      触媒・電池材料元素戦略研究拠点第二回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス
    • 年月日
      2013-03-18
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical Investigation of the charactristics of Polymer Stabilized Gold Cluster2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      Gold 2012
    • 発表場所
      新宿京王プラザホテル
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 多核金クラスター錯体の光学的性質に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      林祥生
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 線形応答関数による塩素原子吸着金クラスターの電子構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      植田洸生
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 理論計算による貴金属クラスター触媒の機能解明を目指して2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 芳香族炭化水素への酸素吸着と電気伝導への影響2013

    • 著者名/発表者名
      木下啓二
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単分子磁石の零磁場分裂定数 D の分子軌道法による算出2013

    • 著者名/発表者名
      川上貴資
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 塩素吸着金クラスターからの水素による塩素除去に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      多田幸平
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 単分子磁石 Mn 12 O 12 のゼロ磁場分裂に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      吉村翔平
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都テルサ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 理論計算 による貴金属クラスター 触媒の機能解明を目指して2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金触媒における、還 元担体表面への塩素吸着 に関する理論的研究2013

    • 著者名/発表者名
      多田幸平
    • 学会等名
      第112回触媒討論会
    • 発表場所
      秋田大学
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      2013 実績報告書
  • [学会発表] 触媒設計のための量子化学2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      第 23 回キャラクタリゼーション講習会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 理論計算によるナノクラスター触媒の触媒特性解明2013

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      触媒・電池材料元素戦略研究拠点第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Theoretical investigation of the hetero-junction effect in polymer stabilized precious metal clsuters2012

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      GRI Symposium III on Cluster Science
    • 発表場所
      トヨタコンポン研(愛知)
    • 年月日
      2012-02-08
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation of the hetero-junction effect in polymer stabilized precious metal clsuters2012

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      GRI Symposium III on Cluster Science
    • 発表場所
      トヨタコンポン研(愛知)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 金クラスターと保 護高分子の水溶液中での 配位構造に関す る分子動 力学を用いた研究2012

    • 著者名/発表者名
      坂田晃平
    • 学会等名
      触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高分子保護金触媒 によるアルコール酸化反 応の理論的研究2012

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 金担持触媒調製時 における塩素共存効果に 対する理論 的研究 (2012

    • 著者名/発表者名
      多田幸平
    • 学会等名
      触媒討論会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical Investigation of the Characteristics of Polymer Stabilized Gold Clusters2012

    • 著者名/発表者名
      M.Okumura
    • 学会等名
      GOLD2012
    • 発表場所
      新宿京王プラザホテル
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Theoreitcal Calculations for the Hetero-Junction Effect for Precious Metal Cluster catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      ICCMSE-2011
    • 発表場所
      G-Hotel Halkidiki(ギリシャ)
    • 年月日
      2011-10-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] DFT Calculations for the Hetero-Junction Effect for Precious Metal Cluster catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 発表場所
      石川県立美術館(石川県)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] DFT Calculations for the Hetero-Junction Effect for Precious Metal Cluster catalysts2011

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      QSCP-XVI
    • 発表場所
      石川県立美術館(石川県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation for the stability of the Concave-Bound Cyclopentadienyl Iron Complex of Sumanene2011

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      ISTCP-VII
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical investigation for the stability of the Concave-Bound Cyclopentadienyl Iron Complex of Sumanene2011

    • 著者名/発表者名
      奥村光隆
    • 学会等名
      ISTCP-VII
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] 錯体選書(10)金属錯体の量子計算化学2014

    • 著者名/発表者名
      山中秀介, 川上貴資, 奥村光隆
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      山峡出版
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] 錯体化学選書⑩ 『金属錯体の量子計算化学』2014

    • 著者名/発表者名
      山中秀介、川上貴資、奥村光隆
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      三共出版
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Heterogeneous Catalysis by Gold, Advances in Catalysis Vol. 552013

    • 著者名/発表者名
      T. Takei, T. Akita, I. Nakamura, T. Fujitani, M. Okumura, K. Okazaki, J. H. Huan, T. Ishida, M. Haruta
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      ELSEVIER ACADEMIC PRESS INC
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [図書] Advances in Catalysis vol.552012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Takei
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      Elsevier Inc.
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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