Magical metals, how shape memory alloys work - Ainissa Ramirez

I metalli magici, come funzionano le leghe a memoria di forma - Ainissa Ramirez

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2012-09-18 ・ TED-Ed


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I metalli magici, come funzionano le leghe a memoria di forma - Ainissa Ramirez

153,264 views ・ 2012-09-18

TED-Ed


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Traduttore: Claudio Dinapoli Revisore: Jamila Al Ibrahim
Oggi parliamo di strani materiali
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Today we're talking about weird materials
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that we use in space, in robots and in your mouth.
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che usiamo nello spazio, all'interno di robot e nelle vostre bocche.
Sto parlando di leghe a memoria di forma.
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I'm talking about shape memory alloys.
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Come lo stesso nome dice,
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Like the name says,
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questi sono materiali che ricordano diverse forme.
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these are metals that remember different shapes.
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Per capire come funzionano questi metalli,
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To understand how these metals work,
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dobbiamo parlare di atomi ed organizzazione.
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we've got to talk about atoms and organizing.
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Let's talk about atoms first.
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Per prima cosa parliamo di atomi.
Gli atomi sono minuscole particelle di materia che non possono essere viste dai vostri occhi
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Atoms are tiny bits of matter that you cannot see with your eye
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ma che costituiscono tutto quello che c'è nel nostro mondo,
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yet they make up everything in our world,
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from the chair that you're sitting on to your cell phone.
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dalla sedia su cui siete seduti fino al vostro telefono cellulare.
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Atoms have some surprising ways of behaving too.
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Anche gli atomi hanno modi sorprendenti di comportarsi.
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We'll talk about that shortly.
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Ma ne parleremo tra un po'.
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Now, how big is an atom?
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Ora, quant'è grande un atomo?
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Well, imagine pulling one of your hairs out of your head
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Be', immaginate di strappare un capello dalla vostra testa
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and whittling it like a stick 100,000 times.
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e di tagliuzzarlo come un bastoncino 100.000 volte.
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One of those shavings would be the width of an atom.
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Uno di quei frammenti avrebbe la larghezza di un atomo.
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They're that small.
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Sono piccoli cosi..
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Now let's talk about atoms and organizing.
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Ora parliamo di atomi e organizzazione.
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You may not know this, but atoms arrange themselves
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Potreste non saperlo, ma gli atomi si dispongono
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similar to the way we humans arrange ourselves.
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in maniera simile al modo in cui gli esseri umani lo fanno tra di loro.
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Sometimes they sit in rows, like we do
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Alle volte si siedono in file, proprio come noi
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on a bus or an airplane.
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su un autobus o dentro un aeroplano.
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We call that seating arrangement a phase.
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Chiamiamo questa disposizione "fase".
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Other times they sit diagonal from each other,
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Altre volte si siedono in diagonale l'uno rispetto all'altro,
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sort of like seats in a movie theater or sports stadium.
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un po' come le sedie in un cinema o in uno stadio sportivo.
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This is another phase.
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Questa è un'altra fase.
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When atoms move from one seating to another
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Quando gli atomi si spostano da una posizione all'altra
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this is called a phase change.
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viene detto cambiamento di fase.
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Phase changes are all around us.
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I cambiamenti di fase si trovano dappertutto.
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You may already know about water's phases:
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Potreste già conoscere le fasi dell'acqua:
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solid, liquid and gas.
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solido, liquido e gassoso.
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Many other materials have phases like that too.
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Anche molti altri materiali hanno fasi come questa.
Alcuni di loro hanno svariate fasi solide.
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Some of them have several solid phases.
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OK. Torniamo a quelle leghe a memoria di forma che abbiamo menzionato in precedenza.
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OK. Back to those shape memory alloys we mentioned before.
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Quando diciamo che i metalli ricordano le loro diverse forme
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When we say that the metals remember their different shapes,
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what we're really saying is they remember different seating arrangements
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quel che stiamo in realtà dicendo è che ricordano le diverse disposizioni delle posizioni
degli atomi. Quando gli atomi si ridispongono
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of atoms. When the atoms rearrange,
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the metal moves from one shape to another.
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il metallo si muove da una forma ad un'altra.
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Let's look at a phase change in action.
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Osserviamo un cambiamento di fase in corso.
Qui abbiamo un filo di metallo composto di nickel e titanio.
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Here I have a metal wire that is made out of nickel and titanium.
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Questo filo in metallo è una lega a memoria di forma,
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This metal wire is a shape memory alloy,
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and I'm going to make it switch between its different shapes
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ed io lo farò cambiare nelle sue diverse forme
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using heat from a lighter.
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usando il calore di un accendino.
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Watch this.
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Osservate.
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I'm going to wrap this wire around my finger
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Arrotolerò questo filo attorno al mio dito
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and then heat it.
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e poi lo riscalderò.
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Amazing!
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Stupefacente!
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That wire returns to a straight line, when I heat it.
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Il filo ritorna ad una forma lineare quando lo riscaldo.
Proviamo di nuovo.
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Let's try that again.
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I'm going to wrap it around my finger, and heat it.
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Lo arrotolerò intorno al mio dito e lo riscalderò.
Ah sì, è sempre stupefacente.
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Yep, that's still amazing.
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Not only is it amazing, this is weird,
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Non è solo sorprendente, è anche strano
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because metals generally don't do that.
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perché i metalli in genere non si comportano in questo modo.
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Here's a paper clip. When I heat it, I get nothing.
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Ecco una graffetta. Quando la riscaldo, non succede nulla.
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What we're seeing is the shape memory wire changing phases when it gets hot.
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Quello che vediamo è un filo a memoria di forma che cambia fase quando si riscalda.
Quando il filo è freddo, gli atomi sono in una disposizione diagonale,
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When the wire is cold, atoms are in a diagonal arrangement,
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like the movie theater seating, we talked about before.
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come le poltrone di un cinema di cui abbiamo parlato prima.
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We call this a monoclinic arrangement,
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Noi la chiamiamo disposizione monoclina
e gli scienziati la chiamano fase martensite.
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and scientists will call this phase martensite.
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Quando riscaldo il filo,
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When I heated up the wire,
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the atoms moved into columns like airplane seating.
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gli atomi si ridispongono in colonne come le poltrone dell'aeroplano.
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This is a cubic arrangement.
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Questa è una disposizione cubica.
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Scientists will call this phase austenite.
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Gli scienziati la chiamano fase austenite.
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So when we added the heat, the atoms shifted positions seamlessly,
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Quindi quando aggiungiamo il calore, gli atomi cambiano posizione senza intoppi
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and they'll do this forever.
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e lo faranno sempre.
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They have this coordinated motion, just like members of a tireless marching band.
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Possiedono questo moto coordinato, proprio come i componenti di una instancabile banda musicale.
Ciascuno si sposta di un po', ma tutti insieme quei piccoli spostamenti
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Each makes a small shift, but all together those small shifts
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create a totally different pattern.
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creano uno schema totalmente differente.
È dunque tutto piuttosto forte, ma dove usiamo questi materiali?
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So that's pretty cool, but where do we use these materials?
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Well, if you look in the sky tonight,
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Be', se osservate il cielo stanotte
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shape memory alloys are at work -
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le leghe a memoria di forma sono al lavoro:
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on Mars. They're used to move panels on the Mars rover,
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su Marte. Sono state usate per muovere i pannelli sul rover marziano
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so that it can study the environment.
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in modo che possa studiare l'ambiente.
Come il nostro metallo raddrizzato quando sottoposto a calore
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Like our metal straightened when it was heated,
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the metals holding the panels will move when electrically heated.
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i metalli che mantengono i pannelli si sposteranno con un calore generato elettricamente.
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When we stop heating the shape memory metal,
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Quando cessiamo di riscaldare il metallo a memoria di forma
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the panel will return back, due to an opposing spring.
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il pannello tornerà indietro grazie a una molla opponente.
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Back on Earth, shape memory alloys are used to open up clogged arteries
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Tornando sulla Terra, le leghe con memoria di forma sono usate per aprire arterie ostruite
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as stents, which are small collapsible springs
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come gli stent, che sono delle piccole molle collassabili
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that force open passages.
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che dilatano i passaggi.
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Shape memory alloys are also used to move robots,
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Le leghe a memoria di forma sono anche usate per muovere i robot,
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toy butterflies, teeth in braces, and for a perfect fit every time,
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farfalle giocattolo, i denti negli apparecchi, e per una perfetta aderenza in ogni occasione,
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shape memory wires are used as underwires in bras.
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i fili con memoria di forma sono usati come ferretti nei reggiseni.
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Now you know Victoria's secret.
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Ora conoscete il segreto di Victoria's Secret.
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By popping a bra into the dryer, it'll be brand new every time.
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Infilando un reggiseno nell' asciugatrice sarà ogni volta come nuovo.
Che sia su Marte o nella vostra bocca, piccoli movimenti di atomi
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So whether it's on Mars or in your mouth, small atomic movements
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can create huge changes,
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possono creare enormi cambiamenti
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and understanding the way atoms behave
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e comprendere il modo di comportarsi degli atomi
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allows us to make materials that make our world a better place.
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