化工·材料·食品

• 纳米CuO催化剂的制备及对双酚A的降解性能研究

  刘佳云;来芷伊;王开勇;刘志勇;吴建宁;

  高级氧化工艺因其具有高效且催化方式多样，已成为废水处理中最受欢迎的方法之一。本文研究了以聚乙烯亚胺线性聚合物为结构导向剂，直接一步煅烧制备纳米氧化铜催化剂(CuO),活化过氧单硫酸盐(PMS),高效降解双酚A(BPA)的方法。结果表明，在最佳条件下，CuO=0.1 g·L~(-1)、pH=7、T=25℃、PMS=0.5 mmol·L~(-1)、7 min时BPA(6 mg·L~(-1))的降解率为95.51%,铜离子浸出量为0.44 mg·L~(-1),低于国家标准(GB 3838-2002,中国)。纳米CuO催化剂经5次循环使用后，降解率达到85%以上，说明具有良好的稳定性。根据猝灭实验可知，CuO/PMS催化体系包括自由基和非自由基2种途径，其中非自由基~1O_2是降解BPA的主要活性物质。采用液相色谱-质谱法对降解中间体进行了鉴定，提出了催化体系可能的降解机理和途径。

  2025年03期 v.43 265-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 3338K]
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• 石墨烯改性脱硫石膏基吸波材料的制备及性能研究

  郭炎飞;刘博;郅真真;沈莎莎;吴帆;李赫;徐康硕;

  为减少人类居住环境中的电磁辐射，优化电磁环境，同时解决我国工业副产石膏应用领域窄、利用率且附加值低的难题。本文以脱硫石膏为原材料，采用石墨烯对其进行吸波功能化改性，制备出石墨烯改性脱硫石膏基复合材料。并从吸波性能、力学性能、微观结构等方面分析了石墨烯以及羟基铁粉吸波剂对石墨烯改性脱硫石膏基吸波材料的影响。研究结果表明，改性石膏基复合材料的吸波性能随石墨烯掺量的增加而增加；当石墨烯掺量为1.0 wt.%,羟基铁粉掺量为15 wt.%时，改性脱硫石膏基复合材料在10～18 GHz的最低RL值为-37.2 dB;石墨烯改性石膏基吸波材料随其厚度的增加，吸波性能呈先增加后减小趋势，厚度为20 mm时在频率2～6 GHz范围内RL值为-16.5 dB。然而，随着石墨烯与铁氧体的掺入，改性脱硫石膏基复合材料的抗压强度呈现先增加后减小的趋势，体系密度逐渐增大；当石墨烯掺量为0.5 wt%,羟基铁粉掺量为15 wt.%时，改性脱硫石膏基复合材料的抗压强度最高，较空白样增加14%,体积密度为1 190 kg·m~(-3)。本文研究内容可为功能型脱硫石膏基复合材料的研究与应用提供理论指导。

  2025年03期 v.43 274-282页 [查看摘要][在线阅读][下载 2779K]
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机械·电气工程

• 带式动态输棉称重系统的设计与试验分析

  王庶;冯静安;栗宇航;吕江峰;陈靖;保倩;

  针对传统籽棉静态称重在数据实时采集、处理及监测能力方面的不足，设计了带式动态输棉称重测量系统，搭建了可调节称重单元的输棉装置，基于称重传感器的测重原理设计了数据采集处理模块和上位机显示模块，并在此基础上通过试验研究了称重托辊间距、负载与测量精度之间的关系。试验结果表明：减小称重托辊间距和增加负载可有效提高称重精度；在低负载条件下，当称重托辊之间的间距较大时，测量精度受到的影响更加明显，并且当两称重托辊间距为5 cm、负载大于2 kg时，测量误差≤2%,能够满足带式动态称重测量要求。

  2025年03期 v.43 283-287页 [查看摘要][在线阅读][下载 2179K]
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• 基于SVM的极端天气下新能源短期功率预测修正方法

  姚旭;鲁敏;胡均涛;栗凡;常喜强;

  基于“双碳”(碳达峰、碳中和)政策框架，以光伏、风电为核心的可再生能源在我国电网中的渗透率持续提升，并考虑到新能源出力具有明显间歇性与波动性，且功率预测的准确性直接影响消纳新能源的能力，以及极端天气使新能源短期功率预测结果与实际产生严重偏差，使源-荷之间产生极大不平衡，提出一种基于支持向量机的iForest-rForest-SVM算法，采用孤立森林算法实现数据清洗：首先识别并剔除突变值，其次对缺失值进行插值补全；在此基础上，通过随机森林算法构建特征加权样本子集，最后采用支持向量机根据偏差对模型进行修正。通过具体案例计算及分析，结果表明相较于传统支持向量机算法，本文提出的iForest-rForest-SVM算法将新能源短期功率预测的平均准确率提升2%,验证了该修正方法和流程的有效性，并为提高极端天气下新能源短期功率预测准确率提供了借鉴措施和建议方案。

  2025年03期 v.43 288-294页 [查看摘要][在线阅读][下载 1947K]
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农业·林业

• 水磷耦合对工业大麻产量及生理生长的影响

  王雨千;胡万群;奚沛茹;王婧;刘立军;

  为探究水磷互作调控对皖大麻1号产量及生理生长的影响，本试验通过2因素随机区组试验设计，设置灌溉定额(Water, W)2个水平(W1:1 350 m~3·hm~(-2),W2:2 250 m~3·hm~(-2)),磷肥(Phosphate fertilizer, P)3个水平(P1:70 kg·hm~(-2),P2:150 kg·hm~(-2),P3:190 kg·hm~(-2)),研究了不同水磷组合对工业大麻各生育期农艺性状、产量、渗透调节及光合色素的影响。结果表明，W2P3处理(灌溉量2 250 m~3·hm~(-2)、磷肥190 kg·hm~(-2))能显著提高各时期的株高、茎粗。2 250 m~3·hm~(-2)灌溉量下随着磷肥用量的增加，可溶性糖含量呈现增长趋势。灌溉量与磷肥施用量对工业大麻叶片生理的影响在不同生育期表现各不相同，同等磷肥水平下W1和W2灌溉量间各处理差异不显著，而同灌溉水平下随着磷肥用量升高，叶片的渗透调节得到改善。产量上，W2P3处理的纤维、种子产量种均达到最高水平，且在根、茎、叶鲜重及干重均表现为所有处理中最高，各项生理指标为最佳。但若以种子采收为目的，采用W2P2处理(灌溉量2 250 m~3·hm~(-2)、磷肥150 kg·hm~(-2))在更少的磷肥用量下同样能够获得较好的产量，且与W2P3处理无显著性差异。本试验为较低灌水量下工业大麻新疆种植的施肥水平提供理论参考。

  2025年03期 v.43 295-304页 [查看摘要][在线阅读][下载 1678K]
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• 基于CA-Markov模型的博州荒漠化动态变化及未来预测

  冉亚军;夏依达·艾力;依里帆·艾克拜尔江;陆鑫;许硕;孙桂丽;

  荒漠化是当今人类所面临的区域性生态环境威胁之一，其发生常伴随林地生产力下降、土地资源丧失等一系列生态环境退化问题，进而导致土地地力低下。本文基于植被指数(NDVI)对博尔塔拉蒙古自治州的荒漠化现状进行评价分析，基于2000、2010、2020年3期遥感数据，结合转移矩阵分析博尔塔拉蒙古自治州区域的荒漠动态变化，同时，构建CA-Markov模型，并预测荒漠化发展趋势。结果表明：(1)经验证模拟的Kappa系数为80.92%,证明了该方法的可靠性与可行性。(2)博尔塔拉蒙古自治州近20年来，荒漠化面积总量下降，荒漠化程度向轻度转移。(3)荒漠化的分布规律表现在重度荒漠化到非荒漠化面积逐渐增加，荒漠化的进展和逆转主要体现在相邻等级的转化上，荒漠化土地转出面积总体大于自身累积面积。(4)根据模拟结果，2020年到2030年间，重度荒漠化和轻度荒漠化面积减少，中度荒漠化和非荒漠化面积较为稳定，荒漠化现有的分布范围得到控制，从不同荒漠化类型分布面积的空间分布格局来看，山区荒漠化空间分布面积的变化较小，中部平原荒漠化的类型变化较大。CA-Markov模型同样适用于博尔塔拉蒙古自治州的荒漠化预测，根据模拟预测的结果，博尔塔拉蒙古自治州荒漠化总体将呈“一增两减两稳”的趋势，在现有政策加持下，未来博尔塔拉蒙古自治州荒漠化情况会较为稳定。

  2025年03期 v.43 305-313页 [查看摘要][在线阅读][下载 2169K]
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水利·建筑工程

• 钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究

  车雅丽;何明胜;夏多田;吴声宏;

  为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料(SFDM)在高温环境下的物理性能和力学性能的变化，通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验，分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响，探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机理，试验及结果分析表明：随着温度的升高，试件的质量损失率逐渐增大，相对动弹性模量逐渐减少，其抗压和抗折强度均有不同程度的损失。与普通水泥基材料相比，适量沙漠砂和钢纤维的加入可有效改善试件在高温环境下的力学强度，并且当沙漠砂替代率为20%,钢纤维掺量为1.5%时，高温力学性能达到最优。从微观形貌分析可知：200℃以下时，温度的升高可促进试件内部的水化反应，整体结构没有显著变化；200℃以上时，温度的升高将导致试件内部水化产物逐渐分解，微观结构逐渐变成多孔蜂窝结构，纤维-基底界面粘结程度降低，最终导致宏观力学性能降低。最后通过试验数据进行回归分析且拟合出温度-抗压强度、温度-抗折强度损伤模型，这2个模型公式的相关系数R~2均在0.95以上，表明拟合的结果优良，具有较高的可靠性。

  2025年03期 v.43 314-322页 [查看摘要][在线阅读][下载 2985K]
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• 铁路路基粗颗粒土填料的多级加载三轴试验与数值模拟研究

  寇赵龙;程建军;王梦田;

  粗颗粒填料强度对铁路的建设有重要的影响，为了研究铁路路基粗颗粒土填料的强度特性，采用粗颗粒土三轴试验系统对工程填料开展不同含水率及围压的三轴压缩试验，并通过PFC3D进行对应工况的数值模拟，得出粗颗粒土填料多级加载的应力-应变关系曲线，以及总抗剪强度指标黏聚力c_u和内摩擦角φ_u。结果表明：最优含水率状态下应力-应变曲线呈现应变硬化型，试样中部有鼓胀现象，而在饱和含水率状态下应力-应变曲线呈现应变软化型，且试样中部既产生了一定的鼓胀，又伴随有较为明显的剪切破坏面；多级加载下的抗剪强度包线τ_p和强度包线τ_f两者较为一致，且各自确定的黏聚力c_u和内摩擦角值φ_u相差不大；试样的压缩变形是中部压密侧向逐渐鼓出的动态变化过程，在不同围压作用下试样内部形成明显的剪切带，周围土体沿剪切带发生相对滑移，具有明显的剪切滑裂面。研究的结果进一步验证了多级加载法在确定粗颗粒土填料强度方面的可行性，对指导铁路路基建设具有重要作用。

  2025年03期 v.43 323-331页 [查看摘要][在线阅读][下载 3120K]
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• 基于IPSO-BP神经网络的预制构件生产成本预测研究

  从明智;陆红梅;赵立伟;

  预制构件生产成本是装配式混凝土建筑成本的重要组成部分，对预制构件生产成本的准确预测有利于装配式混凝土建筑的发展。建立基于IPSO-BP神经网络的预制构件生产成本预测模型，其中，在粒子群算法中引入线性变化惯性权重调整策略、随机权重算法和动态学习因子来加强BP神经网络的训练、搜索速度和跳出局部最优解的能力，并利用优化的粒子群(PSO)算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化来提高BP神经网络的预测精度和鲁棒性，然后结合实际数据进行验证和对比分析PSO-BP神经网络、GA-BP神经网络和BP神经网络预测的结果，结果表明：IPSO-BP神经网络预测模型的预制构件生产成本的预测值与真实值最为接近，平均绝对误差、平均偏差误差、均方根误差与平均绝对百分比误差分别为1.295 1、0.896 1、1.431 5、0.053 9,较PSO-BP神经网络、GA-BP神经网络和BP神经网络均显著降低，用于预测预制构件生产成本的效果也显著提高，该模型可有效提高预制构件生产成本预测的准确性。

  2025年03期 v.43 332-340页 [查看摘要][在线阅读][下载 2048K]
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生物·环境

• 新疆高品质酿酒葡萄精细化气候区划研究

  薛峰;刘彤;唐甲录;

  酿酒葡萄区划是获得高品质葡萄原料的首要任务和关键环节。新疆作为我国葡萄酒酿造大省，葡萄酒产业急需提质增效，明确优质葡萄种植基地，以满足高品质葡萄酒酿造需要。因此，本文基于新疆79个气象台站1961—2019年逐日气象资料，采用逐步分区法和集优法相结合的方法，基于GIS技术，以无霜期(FFP)、≥10℃积温(AAT)、降水量、极端最低气温和干燥度(K)等为区划指标，开展了新疆高品质酿酒葡萄可种植区、不同熟性的精细化气候区划，结果表明：(1)近60年影响酿酒葡萄生长的气候因子≥10℃积温(AAT)、无霜期(FFP)、极端最低气温、降水量均呈现出波动式不同程度的上升趋势，上升的幅度分别为62.2℃·d/10 a、3.3 d/10 a、0.4℃/10 a、8.6 mm/10 a,干燥度K总体上呈现下降的趋势，下降的幅度为0.4/10 a;这些气候因子的变化对新疆酿酒葡萄种植区域范围增加和葡萄品质提升起积极作用。(2)天山北坡乌鲁木齐至克拉玛依沿线一带直至伊犁河谷、天山南麓环塔里木盆地北部边缘库尔勒至和田沿线一带均是酿酒葡萄最适宜(高品质)种植区。(3)早熟品种在新疆境内能够种植的区域分布范围窄、面积少，且大部分零星分布；中熟品种高品质种植区域集中分布于天山北坡、伊犁河谷、焉耆盆地、塔城盆地等区域；天山北麓沿准噶尔盆地西部和南部大部分区域、伊犁河谷、吐哈盆地、南疆环塔里木盆地南北部大分部区域均是晚熟品种高品质种植区。

  2025年03期 v.43 341-353页 [查看摘要][在线阅读][下载 3596K]
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• 基于PLUS-InVEST模型的新疆生产建设兵团碳储量时空演变及预测

  薛杨;马松梅;雷诚;马佳正;乔玉洁;张灵燕;

  土地利用变化是影响碳储量的关键因素，探究二者的相互关系及动态变化对保持区域碳收支平衡具有重要意义。近年来，在自然和人为政策的共同作用下，新疆生产建设兵团土地利用结构变化显著，碳储量也相应发生变化。本研究基于PLUS-InVEST模型，评估并预测了新疆生产建设兵团生态系统碳储量时空变化，探究土地利用变化对碳储量的影响。结果表明：(1)2000—2022年草地、耕地和未利用地始终是新疆生产建设兵团的主要土地利用类型，总占比高达95%。近二十年间，耕地和建设用地面积分别是2000年的1.4倍和7.9倍；草地和未利用地分别减少了3 310 km~2和3 380 km~2;林地面积略微增加；水域面积基本不变；(2)2000—2022年新疆生产建设兵团碳储量先快速上升后略微下降，累计增加1.65×10~7 t;北疆地区碳储量分布呈现“中西部高，东部低”的特点，南疆地区呈现出“高值区和低值区交错分布”的格局；天山北坡和阿克苏地区是固碳效益变化的敏感区域。(3)各地类变化受自然、社会经济和交通区位因素综合影响，影响程度各异。在自然发展的未来情景中，碳储量预计将呈现下降趋势，而在耕地保护和生态保护的情景下，碳储量则有望实现增长。研究结果可为新疆生产建设兵团土地利用管理决策以及碳储量的提升提供借鉴。

  2025年03期 v.43 354-365页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K]
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医学·药学

• 基于生物信息学探究FRZB基因参与调控Wnt信号通路对肝癌预后的影响

  沈晓彤;赵耀辉;王晨杰;刘程豪;王凤桐;姜慧娇;李江;吴向未;

  目的 基于生物信息学与实验研究探讨卷曲相关蛋白(Frizzled-related protein 1 FRZB)参与调控Wnt信号通路对肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma, HCC)预后的影响。方法 (1)通过(The Cancer Genome Atlas, TCGA)数据库获取HCC的RNA-Seq数据和临床资料，运用R软件分析FRZB mRNA在泛癌和肝癌中的表达差异。(2)选取石河子大学第一附属医院肝癌和正常肝脏石蜡包埋组织样本，通过免疫组化分析FRZB蛋白在两组间的表达差异。(3)分析FRZB与HCC临床特征的相关性，通过Kaplan-Meier生存分析评估FRZB的表达量与肝癌患者的预后关系。(4)基于TCGA数据库和(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)数据库获取Wnt通路相关基因，使用LASSO-Cox回归法构建肝癌预后模型并验证模型的预测效能，同时利用HCCDB数据库进行外部独立验证。(5)探讨FRZB与预后模型中基因的相关性。结果 TCGA数据库分析发现，FRZB mRNA在HCC组织中显著高表达，差异具有统计学意义(P<0.001);免疫组化显示其蛋白表达在HCC组织中同样显著上调；临床特征分析表明，FRZB与HCC患者的TN M分期、病理分级以及Child-pugh分级显著相关，FRZB高表达的HCC患者总生存期更长；通过LASSO-Cox回归得到并构建7个预后相关基因(CACYBP、FRAT2、PLCB3、RAC1、RAC3、RUVBL1、BL1XR1L)的风险预测模型，K-M生存分析表明高风险组患者的总生存期明显低于低风险组(P<0.05),ROC曲线显示该模型具有良好的预测能力；通过Spearman分析揭示FRZB与RAC3、CACYBP、RUVBL1负相关(P<0.05),与PLCB3正相关(P<0.05)。结论 FRZB可能通过调控Wnt信号通路相关基因对HCC预后产生影响，可能可以作为检测HCC患者预后的潜在生物标志物，为改善HCC的预后提供新的理论依据。

  2025年03期 v.43 366-375页 [查看摘要][在线阅读][下载 3292K]
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• DRG1通过调控c-Myc磷酸化促进肝癌细胞迁移和侵袭

  王鹏;许军英;黄浩;姜欣玉;卜令明;朱令懿;陈秋月;赵晓颖;吴向未;陈雪玲;

  目的 分析发育调控型GTP结合蛋白1(Developmentally regulated GTP-binding protein 1,DRG1)在肝癌组织中的表达及其与患者临床病理特征和预后的关系，研究抑制DRG1基因对肝癌细胞转移能力的影响及机制。方法 通过R软件进行DRG1基因的表达水平分析、ssGSEA单样本基因集富集分析，GSEA软件进行GSEA基因集富集分析，公共数据库分析癌症中DRG1表达水平与预后、分级、EMT相关基因表达水平的相关性。采用小干扰RNA技术抑制肝癌细胞中DRG1表达水平，qRT-PCR法、Western Blot法、Transwell实验分别检测细胞中DRG1 mRNA和蛋白表达水平及其对细胞迁移和侵袭能力的影响。结果 DRG1表达水平在肝癌组织中上调且发生转移的肝癌组织中高于未发生转移肝癌组织，同时DRG1表达水平与患者的不良预后和EMT相关基因表达呈正相关。细胞实验表明，抑制DRG1表达水平可通过降低c-Myc磷酸化水平从而抑制肝癌细胞迁移和侵袭。此外，DRG1表达水平与肝癌免疫抑制性微环境呈正相关。结论 DRG1在肝癌组织中高表达，可通过调控c-Myc磷酸化水平来促进肝癌细胞的迁移和侵袭能力。DRG1可能成为治疗肝癌的1种新的生物标志物和治疗靶点。

  2025年03期 v.43 376-386页 [查看摘要][在线阅读][下载 3663K]
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• HPV16 E7-A647G变异通过SUV39H1途径影响宫颈癌细胞增殖和迁移的分子机制研究

  董杨柳;张雪晨;朱鑫丽;李伟欣;赵先;王乐;者湘漪;潘泽民;

  目的 探讨HPV16 E7-A647G变异通过SUV39H1途径影响宫颈癌细胞的增殖和迁移。方法 宫颈癌SiHa细胞慢病毒感染HPV16 E7-647A和HPV16 E7-647G过表达载体为实验组，慢病毒空载体NC为对照组。Western blot实验检测SUV39H1、RIG-1、cGAS、STING、P-IRF3和IFN-β蛋白质表达水平；MTT实验、集落形成实验、划痕实验和Transwell实验检测HPV16 E7-A647G变异对SiHa细胞增殖及迁移能力的影响。构建HPV16 E7 siRNA干扰片段，将其转染到SiHa细胞中，检测敲低E7基因对SUV39H1通路蛋白质表达水平及细胞增殖和迁移能力的影响。结果 在宫颈癌SiHa细胞中，HPV16 E7-A647G变异通过影响SUV39H1途径蛋白质表达水平使IFN-β蛋白质表达降低，且E7-647G变异的IFN-β蛋白质表达低于E7-647A野生型，差异具有统计学意义(P<0.000 1);E7-647G变异促进宫颈癌细胞的增殖和迁移作用显著强于E7-647A野生型，差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。SiHa细胞中敲低E7基因后通过SUV39H1途径使IFN-β蛋白质表达升高，差异具有统计学意义(P<0.001),且敲低E7基因后SiHa细胞的增殖和迁移能力减弱，差异具有统计学意义(P<0.05,P<0.001,P<0.000 1)。结论 HPV16 E7-647G变异通过SUV39H1途径降低宫颈癌细胞中IFN-β的表达水平，促进宫颈癌细胞的增殖和迁移，且促进能力高于HPV16 E7-647A野生型。

  2025年03期 v.43 387-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 3110K]
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• 《石河子大学学报(自然科学版)》征稿简则

  <正>《石河子大学学报(自然科学版)》是石河子大学主办的自然科学综合性学术期刊,双月刊,132页,彩色出版,现设有研究前沿、化工·材料·食品、机械·电气工程、农业·林业、畜牧·兽医、水利·建筑工程、生物·环境、医学·药学、计算机技术·信息工程、数学·物理10个栏目。1投稿约定(1)投稿须具有创新性、科学性、规范性和可读性,其主体部分不得公开发表过,应包括中英文的题名、摘要、关键词、图名、表名以及引言、材料与方法、结果、讨论、结论和参考文献等内容,主题和论点明确,图片清晰,应使用国际、国家法定计量单位,达到这些要求的来稿方可进入本刊审稿等程序。投稿不退,请自留底稿和照片,对以下约定如有异议,投稿时请说明。(2)本刊对投稿实行同行专家审稿制。本刊已入编《中国学术期刊(光盘版)》、中国期刊网、万方数据——数字化期刊群等,稿件刊登后赠送当期学报2册。

  2025年03期 v.43 397页 [查看摘要][在线阅读][下载 671K]
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