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▲파스칼의 원리란 무엇인가?
▲파스칼의 원리

 파스칼의 원리(Pascal's Principle)는 유체 역학과 압력에 관한 중요한 물리적 원리입니다.  한 지점에서 가해진 압력이 유체 안에서 모든 방향으로 동일하게 전파된다는 것을 의미하며, 유체 내에서 어느 한 지점에 가해진 압력이 모든 방향으로 동일하게 전달된다. 이는 유체 내의 모든 지점에 동일한 크기의 압력을 유발 수 있다는 뜻입니다.

 

 유체가 폐쇄된 용기 안에서 압력을 가하면, 그 압력이 용기의 모든 부분에 전파되므로 유체의 움직임에 영향을 미친다는 것을 의미하기도 하죠 이것은 유체를 압축하거나 확장할 때 유체의 어떤 부분이 움직이면 다른 부분도 함께 움직인다는 것을 말합니다. 좀 더 쉽게 설명해 보겠습니다.

 

▲면적이 같으면 작은 힘으로 더 큰 힘을 얻을 수 없다.

 

 왼쪽은 F1 = 1 오른쪽은 F2 = 3일때 양쪽의 면적이 같다면 오른쪽 물체를 들어올릴 수 없습니다.

 

▲면적을 좁게 가져가면 작은 힘으로도 더 큰 힘을 얻을 수 있다.

하지만 위의 그림과 같이 왼쪽은 F1 = 1, A=1 오른쪽은 F2 = 3, A = 3이라면 왼쪽과 오른쪽 균형을 맞출 수 있습니다. 왼쪽의 면적을 더 줄인다면 더 큰 힘도 얻을 수 있는 것이죠 이러한 파스칼의 원리는 많은 분야에 매우 유용하게 사용됩니다. 아래에는 파스칼의 원리를 이용한 분야를 알아보겠습니다.

 

▲파스칼의 원리 사용 분야
▲여러 시스템에 사용되는 파스칼의 원리

 파스칼의 원리 (Pascal's Principle) 는 다양한 분야에서 유용하게 활용됩니다. 주로 압력 및 유체 역학과 관련이 있으며, 다음과 같은 분야에서 사용됩니다.

 

1. 유체 역학 연구: 파스칼의 원리는 유체 역학 연구에 핵심적인 역할을 합니다. 이를 통해 압력 및 유체의 흐름, 유체가 물체에 가하는 힘 등을 이해하고 설명할 수 있습니다..

 

2. 브레이크 시스템 : 자동차의 브레이크 시스템은 파스칼의 원리를 활용하여 설계됩니다. 브레이크 페달을 누르면 작은 힘으로 압력이 생성되어 브레이크 액체를 통해 압력이 차량의 브레이크 디스크나 드럼에 전달되고, 큰 압력으로 변환되어 차량을 멈추는 역할을 수행합니다.

 

3. 수압계 및 수위 측정장치 : 파스칼의 원리를 활용하여 수압계 및 수위 측정장치를 제작할 수 있습니다. 이러한 장치는 수압과 수위를 측정하고 제어하는 데 사용됩니다.

 

4. 혈압 측정기 : 혈압 측정기는 파스칼의 원리를 활용하여 동작하는 의료 기기 중 하나입니다. 혈압 측정기는 센서로부터 수집한 압력 데이터를 분석하여 환자의 혈압을 계산합니다. 이때 파스칼의 원리가 적용됩니다. 파스칼의 원리에 따르면 압력이 유체를 통해 동일하게 전파된다는 것을 의미합니다. 따라서 혈압 측정기는 가해지는 압력과 이를 기반으로한 혈압을 정확하게 측정할 수 있습니다.

 

 

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▲텔라늄(Te)이란 무엇인가?

 

▲원자 번호 52번 텔라늄(Te)

 

 텔루륨(Tellurium)은 1782년에 처음으로 발견되었습니다. 이때 니콜라스 루이 바이요마르와 프랑수아 존셴이라는 두 명의 화학자에 의해 발견되었으며, 그들은 화산에서 화학적 분석을 수행하다가 이상한 물질을 발견하게 되었고, 이것이 텔루륨이었습니다. 그러나 초기에는 그 중요성을 인식하지 못했으며, 이후 몇십 년 동안은 텔루륨에 대한 연구가 제한적이었습니다.

 

 텔루륨(Tellurium)은 지구의 껍질에서는 상대적으로 드물게 발견되며, 주로 다른 광물과 결합된 형태로 존재합니다. 이러한 특성 때문에 텔루륨은 산업적으로 중요한 원소 중 하나로 인정되고 있습니다.

 

▲원자번호 52번 텔레늄 원자 구조


 원자번호 52번인 텔루륨(Tellurium)은 주기율표에서 Te로 나타내며, 화학 기호는 Te입니다. 텔루륨(Tellurium)은 비금속 원소로서, 고체 상태에서 주로 발견됩니다. 이 원소는 회색에서 은백색까지 다양한 색상의 결정 구조를 가질 수 있으며, 전기전도성과 열전도성이 매우 낮습니다.

 텔루륨(Tellurium) 은 일부 금속과 화합물을 형성하며, 반도체 산업에서 쓰이기도 합니다. 또한 조리, 의약품, 화장품, 세라믹 제품 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 또한 텔루륨(Tellurium) 의 일부 화합물은 조명 및 태양전지에 사용될 수 있습니다. 이러한 이유로 텔루륨(Tellurium) 은 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 합니다.

 

▲텔라늄(Tellurium)의 용도는 무엇인가?
▲  텔라늄(Tellurium)의 사용 분야

1. 반도체 산업: 텔루륨은 반도체 제조 과정에서 사용됩니다. 반도체 소자의 제조 및 성능 향상에 필수적인 물질로 사용됩니다.

 

2. 의학: 텔루륨의 일부 화합물은 의약품 및 의료용 제품에 사용될 수 있으며, 특히 중성자 활성화 치료 및 진단 분야에서 활용될 수 있습니다.

 

3. 합금 제조: 텔루륨은 합금의 원소로서 사용되며, 텔루륨 합금은 금속의 강도와 내식성을 향상시키는 데 도움을 줍니다.

 

4. 조명 및 광학용품: 텔루륨 화합물은 빛을 생성하는 데 사용되며, 텔루륨 기반의 화합물은 조명, 광학용품 및 레이저 제조에 활용됩니다.

 

5. 텔루륨 응용소재: 텔루륨은 열전기물질 및 응고점강화제로 사용됩니다. 이를 통해 전기 에너지를 열 에너지로 변환하거나, 금속 합금을 강화하는데 기여합니다.

 

▲텔라늄(Tellurium) 의 특징은 무엇인가?

발견자 프란츠 요제프 뭘러 폰 라이헨슈타인(Franz joseph Muller von Reichenst)
발견 연도 1783년
어원 지구'를 뜻하는 라틴어 'Tellus'
특징 악취가 난다. 광학적 특성이 뛰어나고, 반감기가 가장 길다.
사용 분야 합금, 반도체, 전자 산업, 화공 산업 등
원자량 127.6 g/mol
밀도 6.24 g/cm3
녹는점 449.5°C
끓는점 987.8°C
상온에서 상태 고체
CAS ID 13494-80-9

 

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▲원자번호 51번 안티모니(Antimony)란 무엇인가?

 

▲원자번호 51번 안티모니(Sb)

 안티모니(Sb)는 화학 원소로써 오랜 역사를 가지고 있습니다. 안티모니(Antimony)의 역사는 다양한 분야에서 활용되는 동안 수 세기 동안 이어져 왔습니다. 안티모니(Antimony)는 고대 이집트 시대부터 화장품에 사용되었습니다. 안티모니(Antimony) 화장품은 눈썹과 눈썹을 강조하는 데 사용되었으며, 안티모니가 포함된 화장품은 눈 주변의 피부를 보호하는 데도 사용되었습니다.
 

안티모니(Antimony)는 현대에 들어와서는 다양한 산업 및 응용 분야에서 사용되고 있습니다. 안티모니 및 그 화합물은 화장품, 플라스틱, 화재 방지 제품, 반도체 제조, 납축전지 등 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 하지만 안티모니(Antimony)의 독성과 환경 영향에 대한 인식이 높아지면서 안전한 사용과 처리에 관한 연구와 주의가 더욱 중요해지고 있습니다.

▲원자번호 51번 안티모니(Sb)의 원자구조

 

안티모니(Sb)는 화학 원소로써 다양한 특징을 가지고 있습니다. 이러한 특징들은 안티모니가 다양한 산업 및 응용 분야에서 사용되는 이유를 설명해주며, 또한 환경 및 인체에 대한 영향을 이해하는 데도 도움이 됩니다.

1. 금속 및 비금속 특성: 안티모니(Antimony)는 금속적인 특성과 비금속적인 특성을 모두 가지고 있는 반금속 원소입니다. 이러한 특성으로 인해 안티모니(Antimony)는 합금 형태로 사용되는 경우가 많습니다.

2. 비금속 화합물: 안티모니(Antimony)는 다양한 화합물을 형성하는데, 이들 중에서도 삼산화안티모니(Sb2S3)와 같은 화합물은 화장품과 플라스틱 제조, 화재 방지 등에 사용됩니다.

3. 낮은 열전도도: 안티모니(Antimony)는 열전도도가 낮아서 열을 전달하거나 흡수하는 데 효율적이지 않습니다. 이 특성은 열절연 재료나 화재 방지 제품에 사용될 때 유용합니다.

4. 고체와 액체의 폭발적인 부피 변화: 안티모니(Antimony)는 고체에서 액체로 전환될 때 부피가 폭발적으로 커질 수 있는 특성을 가지고 있습니다. 이 특성은 화약 제조 등에서 사용될 때 주의가 필요한 이유 중 하나입니다.

5. 금속 합금: 주로 납과 함께 사용되어 솔더링 합금이나 납축전지 음극재료 등으로 활용됩니다. 납-안티모니(Pb -Antimony) 합금은 솔더링 과정에서 사용되며, 안티모니가 납의 빠른 결정화를 방해하여 높은 온도에서 안정적인 연결을 형성합니다.

6. 전기적 특성: 일부 안티모니(Antimony) 화합물은 반도체 소자 및 반도체 제조에 사용되는데, 그 전기적 특성으로 인해 다양한 응용이 가능합니다.

 

▲안티모니(Antimony)의 용도는?

 

▲안티모니(Sb)의 용도는 무엇인가?

 안티모니(Sb)는 다양한 산업 및 응용 분야에서 사용되며, 그 특별한 화학적 특성 때문에 다양한 용도로 활용됩니다. 다음은 안티모니(Antimony)의 주요 용도 몇 가지입니다.

1. 솔더링 합금: 주석(Sn)과 함께 사용되어 솔더링(땜납) 합금을 만들기 위해 사용됩니다. 안티모니(Antimony)를 주석에 첨가하면 솔더링 합금의 강도와 내화학성이 향상되며, 납이 빠르게 결정화되는 것을 방해하여 높은 온도에서도 안정적인 연결을 형성합니다. 솔더링 합금은 전자 부품의 조립 및 수리에 필수적입니다.

2. 화장품과 플라스틱: 안티모니 화합물은 화장품 제조에 사용되었으며, 특히 눈썹을 강조하거나 눈썹을 어둡게 만드는 데 사용되었으나 중금속 성분으로 인해 현재는 사용이 금지되고 있습니다. 또한, 안티모니 화합물은 플라스틱 제조 과정에서 안정성과 내화학성을 향상시키는 데 사용됩니다.

3. 화재 방지: 안티모니(Antimony) 화합물은 화재 방지 소재로 사용됩니다. 화재가 발생할 때 열을 흡수하거나 방출하여 불을 억제하며, 열 분산 기능을 가지고 있어 화재로부터 보호하는 역할을 합니다.

4. 반도체 제조: 안티모니(Antimony)는 반도체 소자 및 반도체 제조에서 사용됩니다. 일부 안티모니(Antimony) 화합물은 반도체의 전기적 특성을 조절하는 데 사용되며, 전자 장치의 작동을 개선하는 데 도움을 줍니다.

 

▲안티모니(Antinony)의 특징은 무엇인가?

발견자 알려지지 않음
발견 연도 기원전
어원 반대'라는 뜻의 그리스어'anti-'와 '고독'이라는 뜻의 'monos'
특징 쉽게 부서진다. 독성이 약간 있다
사용 분야 합금, 의약품, 금속 활자, 반도체 등
원자량 121.76 g/mol
밀도 6.69 g/cm3
녹는점 630.6°C
끓는점 1587°C
상온에서 상태 고체
CAS ID 7440-36-0
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▲주석이란 무엇인가?
▲원자번호 50번 주석(Sn)

 

 주석(Sn)은 오랜 역사를 가진 화학 원소입니다. 주석(Sn)의 역사는 기원전부터 시작되며, 주로 화학적인 성질과 유용성으로 인해 사용되어 왔습니다. 주석(Sn)이 처음으로 발견된 기록은 약 3000년 전에 거슬러 올라갑니다. 주석(Sn)은 화산암과 함께 자주 발견되었고, 고대 문명에서 주로 화장품과 페인트에 사용되었으며, 주석(Sn)과 납(Pb)의 합금인 땜납은 이탈리아의 로마인들에 의해 기원전 3세기에도 사용되었습니다.


 20세기에는 주석(Sn)의 새로운 응용 분야가 등장하였습니다. 주석(Sn)은 납축전지의 음극재료로 사용되며, 전자 제품 제조에 핵심적인 솔더링 합금으로 활용되었습니다. 현대에는 주석(Sn)의 사용이 여전히 중요합니다. 주석은 여러 산업 분야에서 솔더링 합금, 납축전지, 금속 가공 등 다양한 용도로 사용되고 있으며, 주석(Sn)의 특성은 계속해서 연구되고 새로운 응용 분야가 사용되고있습니다.

 

▲원자번호 50번 주석(Sn)

 


주석(Sn)은 화학 원소로써 다양한 특징을 가지고 있습니다. 
1. 소프트하고 가볍다: 주석(Sn)은 소프트하고 가벼운 금속으로, 다른 금속들과 쉽게 합쳐질 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 주석(Sn)은 다른 금속과 합금을 만드는데 자주 사용됩니다.


2. 낮은 녹는점: 주석(Sn)은 낮은 녹는점을 가지고 있어, 상대적으로 낮은 온도에서 용융될 수 있습니다. 이로 인해 주석(Sn)은 솔더링(땜납)에 사용되는 중요한 원소로서 널리 사용됩니다.


3. 우수한 용접 특성: 주석(Sn)은 다른 금속들과 합금으로 만들어져서 용접 특성이 우수합니다. 이러한 특징은 금속 가공과 제조 과정에서 매우 유용합니다.


4. 낮은 독성: 주석(Sn)은 비교적 낮은 독성을 가지고 있어서 인체에 큰 위험을 줄 가능성이 적습니다. 하지만 과도한 노출은 피해야 합니다.


주석(Sn)은 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하며, 특히 솔더링 합금으로서 전자 제품의 제조와 수리에 널리 활용되고 있습니다. 그러나 과도한 노출은 주의해야 하며, 사용할 때에는 화학적 안전을 고려하여 적절한 조치를 취해야 합니다.

 

▲주석(Sn)의 용도는 무엇인가?
▲PCB 표면처리, 솔더링 합금, 금속 가공, 페인트 첨가제에 사양되는 주석(Sn)

 

 주석(Sn)은 다양한 용도로 사용되며, 주로 솔더링 합금, PCB 표면처리, 금속 가공, 그리고 페인트와 색소의 첨가제로 활용됩니다.

1. 솔더링 합금: 주석(Sn)은 솔더링(땜납) 합금으로 주로 사용됩니다. 솔더링은 전자 제품의 조립과 수리에 사용되는 고온에서 녹는 땜납으로, 주석(Sn)과 납(Pb)의 합금이 자주 사용됩니다. 솔더링 합금은 전자 제품의 부품을 기판에 안정적으로 부착하고 전기적인 연결을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다.

2. 금속 가공: 주석(Sn)은 금속 가공 분야에서도 사용됩니다. 주석(Sn)과 다른 금속들을 합금하여 강력한 합금을 만들 수 있으며, 용접과 기타 금속 가공 과정에서 사용되어 부품을 연결하고 강화하는 데 유용합니다.

3. 색소와 페인트 첨가제: 주석(Sn)은 색소와 페인트의 첨가제로도 사용됩니다. 이러한 색상 첨가제로서 사용되는 경우에는 화학적인 안전과 규제를 고려하여 적절한 조치를 취해야 하며, 주석(Sn)은 페인트에 첨가하면 방부 특성을 향상시킵니다. 페인트에 첨가된 주석은 수분이나 기타 외부 영향으로부터 보호되는 데 도움이 되며, 페인트가 오래 지속되는데 도움이 됩니다.

4. PCB 표면처리 : 주석은 PCB(Printed Circuit Board)의 표면처리 과정에서 사용되는 중요한 원소 중 하나입니다. PCB 표면처리는 전자 부품이나 접점이 기판에 안정적으로 부착되고 전기적인 연결이 확보되도록 기판 표면을 처리하는 과정입니다. PCB 표면에 주석 합금을 덮어서 납납도와 저련성을 향상시킬 수 있습니다.

 

▲주석(Sn)의 특징은 무엇인가?

발견자 알려지지 않음
발견 연도 기원전 2,100년 무렵 추정
어원 원소 이름 "주석"을 뜻하는 앵글로색슨어 'tin'(추정), 원소 기호 :""주석"을 뜻하는 라틴어"stannum"
특징 온도가 18°C 아래로 떨어지면 화주석으로 바뀐다. 전기전도도가 높다
사용 분야 땜납, 금속 가공, 페인트 첨가제, 도금
원자량 118.710 g/mol
밀도 7.287 g/cm3
녹는점 231.9°C
끓는점 2602°C
상온에서 상태 고체
CAS ID 7440-31-5
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▲인듐(Indium)은 무엇인가?

 

▲원자번호 49번 인듐(Indium)

 

 인듐(Indium)은 1863년에 발견되었습니다. 그 해, 독일의 화학자 페르디난트 라이히트가 스펙트럼 분석을 통해 새로운 원소를 발견했습니다. 이 원소는 빛을 통과할 때 파란색과 녹색 스펙트럼을 가지고 있었고, 이전에 알려진 어떤 원소와도 유사하지 않았습니다. 이 원소는 라이히트에 의해 "인디움"으로 이름이 지어졌으며,  인듐(Indium)의 색이 아름답고, 신기한 성질을 가졌기 때문에, 인듐(Indium)은 빠르게 새로운 원소로서 인기를 얻었습니다.

 인듐(Indium)은 금속 유도, 유리에 색을 입히는 데 사용되었고, 그리고 유리 속에 녹아들어가면서 파란색을 만들기도 했습니다. 20세기 초에는, 인듐은 신체 내에 방사성 물질을 찾기 위한 X선 검사기의 일부로 사용되었으며, 현재에는 전자 제조 산업에서 저온용접, 납프리 용접용 솔더, 전기 접점재료 등으로 널리 사용되기 시작했습니다.

 

▲인듐(Indium)의 원자 구조

인듐(Indium)은 원자번호 49번으로 주기율표에서 5번 째 주기에 위치한 비금속 원소이며, 높은 연성과 가공성을 가지고 있어 매우 얇은 시트나 와이어 등으로 가공 가능합니다. 인듐(Indium)은 낮은 융점(156.6℃)을 가지고 있어, 납과 함께 합금을 이루어 충전재나 리드프리 솔더링 등에 사용되고 전기 및 열 전도성이 높습니다.

 또한 인듐(Indium)은 산화 방지성이 좋아 공기 중에서도 녹슬지 않아, 산화 방지용 합금 등에 널리 사용됩니다. 반도체 소재로도 사용되며, 인듐 산화물은 투명성이 뛰어나고 전기적인 특성이 우수하여 LCD나 태양전지 등의 소재로 활용됩니다. 요약하자면, 인듐은 높은 가공성, 낮은 융점, 전기 및 열 전도성이 뛰어나며, 방사선 치료 및 검사용 장비, 산화 방지용 합금 등 다양한 분야에서 활용되며 일부 희토류 원소와 함께 발견되어 유용한 소재로 활용됩니다.

▲인듐의 용도는 무엇인가?
▲항암제, 플라즈마 디스플레이, 납, 코딩 등에 사용되는 인듐(Indium)

1. 항암제 : 인듐(Indium) 항암제는 인듐(Indium) 화합물을 사용하여 항암 효과를 얻는 약물입니다. 인듐(Indium)은 암세포의 증식을 억제하거나 파괴하는 효과가 있어, 항암제로서의 잠재적 가능성이 연구되고 있습니다. 인듐(Indium) 항암제의 잠재적인 장점 중 하나는, 기존의 항암제와는 다른 작용 메커니즘이므로, 항암제 내성을 보이는 암세포에 대한 효과가 높을 수 있다는 것입니다. 그러나 인듐(Indium) 항암제도 부작용이 있을 수 있으며, 임상 시험에서 안전성과 효과를 검증한 후에야 실제로 사용될 수 있습니다. 인듐(Indium) 항암제는 현재 연구 단계이므로, 이에 대한 자세한 정보를 얻기 위해서는 더 많은 연구와 임상 시험이 필요합니다.

2. 플라즈마 디스플레이 : 인듐 플라즈마 디스플레이(Indium Plasma Display)는 고화질 화면을 표시하는 플라즈마 디스플레이(PDP) 기술 중 하나입니다. 인듐(Indium)은 PDP의 유리 패널 안쪽에 나노미터 규모로 뿌려져 있는데, 이러한 인듐 입자들이 플라즈마 발생에 필요한 전자를 제공합니다. 인듐(Indium) PDP는 전체적으로 밝고 선명한 화면을 제공하는데, 이는 인듐(Indium) 입자의 크기와 형태가 불규칙하므로 더 많은 전하를 저장할 수 있기 때문입니다. 인듐 PDP는 또한 저전력 소비와 높은 대비 비율을 가지고 있습니다. 따라서 대형 TV 및 모니터에 사용되는 대형 PDP 기술에 널리 사용되었습니다. 그러나 최근에는 LED 디스플레이 기술의 발전으로 인해 PDP 기술의 시장 점유율이 줄어들고 있습니다.

3. 납 : 인듐 납(Indium Tin, InSn) 합금은 인듐(Indium)과 주로 주석(Sn)으로 이루어진 합금으로, 높은 전기 전도도와 낮은 용융점을 가지고 있습니다. 인듐(Indium)은 전자기기 및 태양 전지 등 다양한 산업에서 활용되는 반도체 소재 중 하나입니다. 하지만 인듐(Indium) 자체의 용도에 비해 생산량이 제한적이며, 가격이 높기 때문에 대체재가 필요하게 됩니다. 이때 인듐과 주석의 합금인 인듐(Indium) 납(Pb)이 대체재로 사용됩니다. 인듐(Indium) 납 합금은 유연하고 우수한 전기 전도도를 가지고 있어, 반도체 산업에서는 납땜용 솔더링재료로 사용되어 왔습니다. 또한, LCD 화면에서 전극을 만드는데에도 사용됩니다.

4. 코팅 : 인듐(Indium) 코팅은 다양한 분야에서 활용됩니다. 예를 들어, 자동차 산업에서는 엔진 부품에 인듐 코팅을 하여 내부 부품의 내구성과 내식성을 향상시킵니다. 또한, 항공 산업에서는 항공기 부품에 인듐(Indium) 코팅을 하여 내구성과 내식성을 높이고, 미세한 스크래치로 인한 파손을 방지합니다. 인듐(Indium) 코팅은 자외선에 대한 내성이 강하고 화학적으로 안정적인 특성을 가지고 있습니다.

▲인듐(indium)의 특징표

발견자 독일의 페르디난트 라이하와 히에로니무스
발견 연도 1863년
어원 인디고 블루(청남색)를 뜻라는 라틴어의'indicium"을 따서 만듬
특징 연성이 아주 큰 은백색 금속
사용 분야 플라즈마 디스플레이, 코팅, 납, 항암제
원자량 114.818g/mol
밀도 7.31 g/cm3
녹는점 156.6°C
끓는점 2072°C
상온에서 상태 고체
CAS ID 7440-74-6

 

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