氧化石墨烯令贫穷国家的儿童喝上便宜的干净水

石墨烯是目前最热门的二维材料,围绕石墨烯而生的还有一种叫氧化石墨烯的物质,氧化石墨烯的价格要低很多,某些方面的性能当然也大打折扣。

在圣路易斯华盛顿大学的工程师团队发现了一个新思路,在氧化石墨烯中掺入纳米纤维素时,就会形成一种有趣的材料。这个材料轻质、结实、有弹性。除了这几个特点,它还有一个重要的特性,就是可以把脏水净化成饮用水。这可能是一个改变全世界的技术。

「我们希望把这个材料放在阳光充沛的地方使用,比方说印度。先收集一些脏水,然后把新材料放在上面,利用阳光蒸发,收集淡水。」工程与应用科学学院的 Srikanth Singamaneni 副教授说。


Singamaneni 

这种新材料把细菌生产的纤维素和氧化石墨烯结合到了一次,形成了一个双层的生物泡棉。近日研究成果已经发布到了《先进材料》期刊上。

「净水的原理非常简单优雅,其主要依靠细菌产生的纳米纤维素网,纤维素网会吸收热量,大量吸水,并把水分转化成水蒸气。所有步骤一气呵成,非常高效。」Singamaneni 说

「整个材料设计的新颖之处在于,我们在纤维素网的表面加上了一层氧化石墨烯,形成了双层结构,使用光吸收出色的氧化石墨烯填充纤维素网的上半部分,让水分蒸发更容易。」Singamaneni 接着说。

「光线照射到材料上,氧化石墨烯会将光线转化成热量。而对于水分净化的全程来说,水分蒸发时是消耗热量最多的部分。氧化石墨烯层的出现对这个过程非常有利,不会浪费丝毫的热量。」

「这个材料的制作过程也是全新的,但是在自然界中,它的形成方式却早就存在了。这种方式和牡蛎产珍珠的的形成方式一样。研究者先生产出氧化石墨烯片,然后在这个片上嵌入纳米纤维素网。」

「我们在培养纤维素细菌的时候,把氧化石墨烯薄片放进去,最终就形成了这样的材料。」Singamaneni 实验室的研究生说。

我们把氧化石墨烯嵌入到细菌生产的纤维素网中的过程中,期间,更换新的培养基。这样,生长出来的新的纤维素层强度更高,机械性能更好。

这种新式的生物泡棉,重量很轻,价格低廉,这是一个净水脱盐的极好的工具,也是一个非常可行的办法。

Singamaneni 说:「纤维素网现在可以大规模生产,氧化石墨烯的造价也很便宜。这种材料并不像石墨烯那样昂贵,人们可以做到真正的批量生产。而且这种材料的扩展性良好,可以很容易把它做成需要的形状。」

「相比其他材料,我们合成的这种生物泡棉材料能有效的利用太阳能,在清理污水上更加有效。」能源环境化学工程部的主席 Pratim Biswas 说。


Biswas 

其实这材料并不是最重要的成果,更重要的是,提供了一种新的合成思路。即利用细菌和其他可植入的物质,以无污染的方式合成一些泡棉类材料。

研究者会继续使用这种思路,合成其他的材料。

而在世界的其他角落,没有纯净饮用水的人就会因此受益。由于其合适的价格和良好的扩展性,应用空间巨大。同时还能充分利用太阳能。

真是想马上推广这种材料。

**本文作者赵盖子,文章首发「烯引力」,转载请与微信号t2ipo001联系,转载请保留本信息,未包含本信息的转载将受到侵权投诉。

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VR 又有新用途:全景探秘朝鲜(下)

上篇:
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《钟鼓楼》当中的市井气息:那些属于大众的时代记忆


「进入冬季以后,为了防止水管冻住,每次放水前,要先把水管附近的表井(安装水表的旱井)盖子打开,然后用一个长叉形的扳子,拧开下面的阀门,然后再放水;接完水后,如果天气尚暖,可暂不管,以便别家相继接水;到了傍晚,或天气甚为寒冷时,则必须「回水」——先用嘴含住放水管管口,用力吹气,把从管口到井下阀门之间的淤水,统统吹尽(使淤水泄入到旱井中),然后,再关上井下闸门,盖上井盖,这样,任凭天气再冷,水管也不会上冻了。对于当今这样用水的成千上万的北京杂院居民来说,这里所讲述的未免多余而琐屑,但是,几十年后的新一代北京居民们呢?如果我们不把今天人们如何生活的真实细节告知他们,他们能够自然而然地知道吗?」

——刘心武,《钟鼓楼》


平心而论,尽管厚重不及《白鹿原》,深邃不及《平凡的世界》,甚至连话题性都要比《穆斯林的葬礼》这类作品逊色许多,但至少在内容接地气反映市井生活时代风范方面,《钟鼓楼》的表现无疑是出类拔萃的——在我个人看来,仅凭这一点,这部作品赢得茅盾文学奖就称得上是名至实归。

长久以来,记录社会的发展和时代的变迁,向来是艺术创作领域最为脍炙人口的主题之一——不仅仅是在历史档案学术研究这种严谨正统的高端圈子里,就连流行文化这种看似喜新厌旧朝生暮死的传媒行业产物,我们同样可以找到无数广为传颂被誉为时代经典的作品——例如《阿甘正传》,例如《乌龙派出所》,例如《我爱我家》——尽管格式题材天差地别,但这些作品无一例外地选择了从小人物的视角出发来记录历史车轮的滚动;虽然仅仅是管窥一豹,但它们之所以可以被公众所铭记,那种「真实的草根气息」无疑就是关键。

然而,尽管这些描写小人物与市井风情的作品看似起点很低,但真正能把这种属于大众百姓的生活描写得活灵活现,从而让后世的欣赏者产生「恍惚间置身其间」的感受,那可就远远不是一般艺术创作票友爱好者可以拿得下的了——稍加留意我们就不难发现,上文提及的所有大手民众欢迎记录草根生活的作品,隐藏在它们背后的创作者往往不是专业作家就是职业媒体团队——正所谓纳须弥于芥子缩龙成寸,真正能够做到以小见大窥一斑而知全貌的创作,个中挑战的难度确实不是外行人有能力消化的。

无疑,这种矛盾的现状势必会让大多数和我一样的市井小民深感不平:明明是我们自己的生活,明明我们对这种生活的苦辣酸甜知根知底,到头来能够记录反映这种生活的,依旧是出自那些并非草根的上层社会创作者的作品手笔——于情于理,这种憋屈的状态都是让人如鲠在喉难以接受的。那么,到底是否真的存在能够调和这种矛盾的创作手段呢?在我看来,答案应该是肯定的:

全景镜头中的市井记录:草根大众的人间活剧

在正式进入媒体行业之前,我曾经在电脑城的大卖场经历过一段打工生涯——薪水很低,假期很短,工作内容十分琐碎,值得一提的乐趣也是寥寥无几;或许是出于苦中作乐的想法吧,在很长的一段时间内,坐在柜台后观察人来人往的顾客就是我最大的乐趣——没错,这种行为乍看之下很无聊也很愚蠢,但实际上只要像我一样耐心地多观察几天就不难发现,一旦达到了某种基数,那么作为整体的「顾客」就会在我们面前间歇性地上演一幕幕喜怒哀乐尽显其中的短剧——或许并没有情景剧的脚本那么夸张戏剧化,但要论及真实度和代入感,这种把现实作为布景的活剧无疑要出色得多。

事实上,这种「人间活剧」给我留下的印象是如此深刻,以至于直到今天,我依旧会在梦乡中时不时地重温那段并不美好但贵在真实的大卖场生涯;每次梦醒之后,我都会感慨「倘若能把我当时的所见所闻逐一记录下来以便日后重温」该有多好——然而,传统的平面摄像头是很难实现这种目标的,通过实践我很清楚地确认了这一点——即便机位无可挑剔,但最终拍摄出的影像也仅仅是毫无镜头语言渲染、全然看不出内容重点的“监控录像”罢了。指望依靠这种流水账来记录刻画我们的真实生活,简直就像是第一次握笔的初学者就想挑战《人间喜剧》一样荒唐可笑。

然而,既然这种可笑的结果源于拍摄角度有限导致最终呈现的画面内容不完整无法重现当时的经历——那么,如果把记录载体换成 360 度全景影像的话,结果会不会不一样呢?

没错,或许以我们平民大众的创作能力,很难像专业的导演和作家那样,通过巧妙的手法技巧来创作出主次分明精彩纷呈主题突出的优异作品——既然如此,那就干脆让我们把完整的生活用全景视角记录下来,然后用我们自己的双眼来自由调整重温的方向与节奏吧;归根结底,在那些「展现草根生涯」的作品当中,我们真正追求的也仅仅是能与现实生活产生共鸣的认同感罢了;既然如此,那么来自 360 全视野镜头的真实记录,以及来自 VR 设备的自由视角回放,是不是同样为我们的双眼提供了寻觅的契机呢?

「谨将此作呈现

在流逝的时间中,已经和即将

产生历史感的人们。」

——或许,就像《钟鼓楼》的引言所阐述的一样,这种允许我们用自己的视角去发掘「历史感」的行为本身,才是 VR 影像记录与传承真正的魅力所在吧。

(本文图片来自网络)

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亚马逊在英国获得试用无人机送货许可

据官方消息,英国民航管理局已经向亚马逊公司颁发了试用无人机送货的许可。亚马逊公司需要在市区和郊区开展测试,以证明无人机具有自动识别和回避障碍物的能力。此外,亚马逊公司还需证明单人操作多台无人机的行为能够满足相关部门的安全要求。

一直以来,亚马逊公司都是无人机送货的积极倡导者,甚至还提出了「Prime Air」计划,以保障顾客在下单 30 分钟内收到商品。早于 2014 年,亚马逊公司已经在美国申请过试飞许可。

除了亚马逊公司之外,本次许可的受益者还有英国政府。据英国民航局官员透露,他们乐于看见无人机技术的进步,也会探讨如何以安全的方式将无人机整合到英国航空体系中。亚马逊公司的测试无疑有助于无人机政策的制定。

除了亚马逊公司以外,联邦快递和 UPS 等公司也对无人机测试表示出浓郁的兴趣。

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苦苦等来的不是 iPhone 7,而是 iPhone 6SE?

据国内消息透露,苹果公司已经打造了一款名为「iPhone 6SE」的机型。一旦消息坐实,这意味着苹果公司将会以 iPhone 6s 为原型打造一款全新的入门级机型。

每隔两年苹果公司都会推出一款全新设计的机型,期间则会推出经过改进的「S」系列。然而从当前的信息判断,苹果公司计划于今年推出的机型和前两代之间的差距似乎并不大。换言之,这一代机型有望打破苹果公司一贯的节奏。

此前曾有消息称,计划于今年推出的新机型将会更加轻薄。此外,新机型还舍弃了 3.5 毫米的耳机接口和背部天线。甚至有媒体猜测,全新的「Plus」机型将会采用双镜头摄像头设计,运存也会提升至 3G,充电线也会采用磁力连接设计。

但即便如此,今年推出的新机型在很大概率上会沿用 iPhone 6s 的外部设计,这样的机型很难支撑起「iPhone 7」的称号。

不少媒体猜测,全新设计的 iPhone 将于 2017 年问世,以纪念 iPhone 诞生 10 周年。有消息称明年苹果公司将会推出全玻璃设计的 iPhone,更多的功能会被整合到 OLED 屏幕上。

由于新机型的泄露照尚未流出,因此我们尚不了解其详细配置。按照惯例,苹果公司将于今年 9 月 12 日举办新一代 iPhone 的发布会,届时一切将会大白于天下。

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电动汽车也能闪充:新技术充电 15 秒行驶 4 站地

电动汽车节能环保,行驶噪音低,而且在类似于北京这种摇中车牌号堪比中彩票的地方,电动汽车摇号的中签率接近于 100%。但是由于充电桩数量少、充电时间长,电动汽车在中国发展了十五年,依然没有成为大众消费者购车的首选目标。

想要普及电动汽车,关键就在于解决车载电池充电的老大难问题,电池决定了电动汽车的续航里程和使用成本。虽然人们已经尝试了各种方案对于车载电池进行改进,想法设法缩短等待充电的时间,但是大部分方法都是换汤不换药。

比如说特斯拉 S 型电动汽车可以由机器人在 90 秒内自动为汽车更换电池组,这比普通汽车加满一箱汽油还要快,但仅仅换电池不是解决电池充电慢的根本方法。


特斯拉更换电池组与普通加油比拼速度

我们还可以为电动汽车添加汽油发动机进行优化,美其名曰「扩展适用范围」,但是这又必须为车辆增添新部件。韩国高新科技研究所(KAIST)研发的无线充电行车道听上去很美,他们将充电感应线圈预先埋在行车道上,可以一边驾驶一边给车无线充电,然而这会让道路建设费用变成天价,而且只能服务于那些能够无线充电的电动汽车车型。


韩国研发的无线充电行车道

针对电动汽车充电难的问题,瑞士的 ABB 公司给出了另一个解决方案。在 ABB 公司日内瓦的极速充电试点项目中,我们已经看到了给电动汽车秒充的光明未来。在这个极速充电项目中,充电系统仅仅利用人们上下公交车的 15 秒钟就可以为公交车充电 2.5 千瓦时,这些电量已经足够电动公交车行驶 3-4 站的距离,之后电动公交车会在下一站点进行又一轮快速充电。电动公交车沿线行驶无需停车充电,只有在把既定的一条路线跑完之后,它们才会回到终点站花费 4-5 分钟给车载锂电池充电,该电池充满后可容纳 73 千瓦时电量。

目前该极速充电项目已经开发完成,ABB 公司的这一技术已经进入正式的商业使用中:在日内瓦市其中一条主要公交线路上,ABB 公司为其配备了一整套公交沿线极速充电站以及一组电动公交车。ABB 公司希望能将这种为电动公交车快速充电的技术卖到全世界。

「如何确保从电网中获取足够的电能又不给电网造成过大压力是充电项目面临的最大挑战,」ABB 全球铁路业务负责人 Jean-Luc Favre 介绍道,「我们采用的解决方案是通过电网给极速充电站里自带的蓄电池慢速充电,当电动公交车到站时,由极速充电站里的蓄电池为公交车电池进行快速充电,这样就能避免电网用电达到瞬间高峰。」

除了对充电站的设计之外,ABB 公司对于电动公交车的电池也进行了优化。这种电动公交车电池使用的并非传统的碳阳极,而是由锂钛化合物组成的纳米晶体。这种纳米晶体的表面积更大,可以有效支持快速充电,但是相对来说,电池组中每个电芯携带的电压也会更低一些。

为了让极速充电站更好地融入城市当中,ABB公司将其设计成可移动的装置,它可以从公交站中轻松转移出去,根据需要安置在城市的各个角落或者是地下停车场里。这一套极速充电系统不仅能为公交车服务,还可适用于运输卡车、出租车以及任何需要定时停靠的车辆。

从技术上来看,其实极速充电并没有显著提高电动汽车电池的使用效率,但是从人性的角度来说,如果这种技术能被推广开来,将大大缓解那些电动汽车潜在买家心中的焦虑。

本文作者陈铮,文章首发今日头条(微信号:FourthEnergy)。未经直接授权禁止转载(标注出处也不可以),如需转载,请与微信号t2ipo001联系,并注明来意。

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Vue:让你在手机上像 P 图一样剪视频

现在市场上像美拍、小影这样拍摄视频类的 APP 不少,VUE 同样作为一款短视频编辑类产品,却在上线的第一个版本就被超过 120 个国家和地区的 AppStore 推荐,获得这样高的评价,VUE 与其他产品有什么不同呢?

首先,同样是编辑短视频,VUE 的操作很「傻瓜」,作为一款在手机上操作的视频编辑应用,VUE 很聪明地简化、甚至舍弃了一些过于专业化和复杂的操作。VUE 希望能使用户通过简单操作也能将想要分享的东西进行美化。

在 VUE 里,视频主要由最多六段小视频拼接组成,时间可以选择 5s、10s、15s,这个默认的功能实际上代替了常见的「剪辑」功能。其实理由很好理解:剪辑在操作上比较复杂,又容易因为不专业的操作导致最终视频效果不够好,既然如此那索性直接确定一个可以满足多数需要的「标准」,用户只需要在这个基础上进行个性化调整就好。

对于一个短片来说,效果优劣的直观感受就来源于滤镜,带有优质的滤镜就可能成功了一半,而对于图片滤镜来说,要针对影像调整色调、光线,需要把控的细节则更多,因此 VUE 在色调的把控上花费了不少心思。VUE 也支持用户对图像的亮度、对比度、色调等进行手动调节,希望影片能更加接近用户想要的效果。

虽然操作被简化,但作为一款视频编辑应用来说,VUE 又基本具备所需要的大部分功能。拍摄视频增加滤镜,添加缩放效果、文字、图标、音乐等,此外,还可以从其他视频中截取所需要的部分添加滤镜进行拼接,可以很方便地编辑出一段视频。拍摄视频的画幅有三种可选的宽度,每个分镜可以单独设定。

但如果看完以上功能,你仍然觉得这些功能不足以满足你的需要,那么可能这个产品不太适合你,毕竟现在 VUE 的目标用户在于简便操作。但长远来看,VUE 确实有更高的追求,除了简单操作的短视频,VUE 也在考虑做更具有专业性的产品来满足更多用户的需求,之后的新产品可能在操作的精细度、视频时间、呈现方式上都会有一定的不同,有兴趣的朋友们可以期待一下。

当然,说过很多次,这类产品越容易火极一时,就越容易被用户三分钟热度后遗忘,因此 VUE 在商业化上十分谨慎。虽然起步阶段通过广告、付费滤镜等可以比较轻松的盈利,但显然 VUE 眼光要更长远,在未来用户量有更深层次的积累后,社区、社交等功能也会考虑被扩充进来。

据了解,VUE 的主创团队都曾为豌豆荚的员工,VUE 已经获得了来自于真格基金的天使轮投资,正在为下一步融资做准备。

最后提醒个事儿,在把自己做好的视频保存分享之前,不要忘记「水印」功能啊,给自己的视频写好名字,这样也不怕好作品最后被人改了姓啦。

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拯救物联网需要石墨烯?不,石墨烯无法替代硅!

石墨烯的应用范围很广,在物联网领域,应用石墨烯的研究也逐渐崭露头角。

网络传输

如果你比较关注物联网,你会发现物联网的所有设备都需要上传数据到网络。当今的网络连接设备主要是使用硅材料制作的,网络传输速度已经逐渐达到了瓶颈,尤其是当它涉及到了频段传输数据。

虽然大部分设备都是用MEMS和MOS标准,但是它实现的频率范围一直在较低的水平,这就注定了传输的速率不会更高。

近日,在瑞士洛桑联邦理工大学的研究人员宣布,他们发现了一种新的应用石墨烯的技术,可以帮助物联网设备达到前所未有的传输速率。

他们将研究结果发表到了《纳米快报》上,其装置用来替代可调谐电容器,主要能通过不同频率的调谐信号,这样就可以在很宽的频带范围内操作,更主要的是可以通过2.1GHz以上的高频。

整个元件基于夹层结构,利用其中的量子阱中的二维电子云表现非常像量子电容的特点,可以让其在很低的电压下,调谐多个频率。

“其实主要由电压来控制的,我们可以’调节’电压来控制频率。就像使用传统的收音机一样,我们调节不同的频率,就能收听不同的台。”主要研究者克拉拉·摩尔多瓦说。

光电传感器

石墨烯对物联网的改变,远不止传输速度。它在数字逻辑电路中有一个巨大的劣势,就是其缺少固有的间隙。这会让石墨烯细说所有可见、红外和太赫兹各种频率的光。这个特点,让光电领域的研究者对石墨烯的研究大大减少。

但是现在,有一个由欧洲委员会资助的十年十亿石墨烯旗舰项目。其中的一批研究者已经成功的把石墨烯做到了硅芯片上,使之成为高响应的肖特基势垒光电探测器。

这样的光电探测器是由金属和半导体之间的结形成的。由于光电探测器是光电过程的一个关键部分,这项研究成果可以减少处理和转移信息的消耗,是物联网广泛应用的另一个关键成果。

这篇研究也发表在《纳米快报》上,这个以石墨烯为基础的光电探测器,在二极管发射1.55微米波长的光照射的时候,可以输出0.37安培的电流。这种超高的光电转换效率目前只有硅鍺光电探测器能够达到。

普通的硅基探测器可以用于检测可见光,但是当遇到近红外光的时候,就探测不到了。因为红外线光子的波长不够弥补硅的间隙。由于这个原因,光电探测器被改进成了硅与锗的组合。但是由于工艺复杂,制备过程也比较困难。如果采用石墨烯-硅组合制作新型的光电探测器,成本会大幅降低。

“目前石墨烯可以让光电传感器更便宜,更简单,工作的波长范围更广。这些特点对比传统光电传感器都是非常有竞争力的。”剑桥大学石墨烯中心的安德烈·法拉利教授说。

对于物联网的光通信来说,石墨烯光电传感器是第一步,在未来两年,主要目标是将传感器集成,然后让这个传感器做到真正的能在现实中使用。这样,两年之后,研究的分支将会扩展到光电调制和光电探测器方面。

法拉利补充道:“我们已经证实了传感器的潜力,但我们需要制作一个关于石墨烯探测器的完整的系统,这样,低能耗、高效率的光通信传感器就能在真正的解决实际问题了。”

集成电路

以上这些石墨烯的技术。如果说改变并不算惊人的话,那下面这个研究可能会改写所有集成电路的未来。

科学家首次使用石墨烯和辉钼矿制作和原子层厚度的电路,这样的电路使用化学反应就可以大量制得。相比以前使用二维材料制作电路是用的精准组装的方法,现在直接化学反应生成的办法就方便多了。

研究者们希望这种原子层厚度材料遵守摩尔定律,在硅材料无法进步时,作为硅的替代品成为新一代半导体。“纳米技术一个最大的驱动力就是寻找硅材料的替代品,来满足摩尔定律。”加州大学伯克利分校的材料科学家张翔(音译)说。

现在的研究主要放在新一代的电子材料上,其典型代表是石墨烯和辉钼矿。石墨烯是一种非常优良的导体,非常适合用来布线和互联。同样因为石墨烯缺少电子间隙,这就意味着不能把石墨烯用在晶体管中,而辉钼矿/二硫化钼与石墨烯正好相反,他们有电子间隙。

目前来看,组装导电材料和精密半导体很难,制造原子层厚度的电路也是一件更难的事。但是现在科学家使用石墨烯和辉钼半导体制作出了晶体管和电路。

早前的研究重点主要放在如何将不同的材料组装成超薄的电子器件,而现在,科学家们尝试改用化学的办法大规模生长电子器件。

研究者首先把石墨烯转印到硅胶上,然后使用等离子刻蚀把通道图形刻在上面,接着他们使用化学气相沉积的办法在图形周围生长辉钼矿,直到生长完全,这时辉钼矿会在石墨烯上积累的厚度接近100到200纳米。

这样生产出来的晶体管,不但质量与物理装配方法得到的晶体管类似,而且还具有较高的电子迁移率,科学家用这样的方法还具体的做出了一些逻辑电路。如变频器、非门。其中,变频器的效果非常好,可以实现70的电压增益。

“这些晶体管做成的变频器和逻辑电路,证明了这种新方法是可行的。”这个研究的另一位作者Mervin Zhao说:“这次实验是对新电路的第一次试水,证明这种方法是可行的,而且这种办法可以用来制作更复杂的电路,未来的电脑也可能完全使用这样的二维材料制作。”

石墨烯会代替硅吗?

前文的所有使用的石墨烯,都是只有原子层厚度的石墨烯。石墨烯对物联网的改变还处在试验阶段,目前的实验结果看来是非常有潜力的。

但是石墨烯会替代硅材料成为新一代的半导体的主体吗?答案是否定的。

科学家阿德里安·约内斯库说:“有一部分人说,石墨烯在有一天会取代硅技术。但实际上,把石墨烯与硅结合才能组合出最优异的电子元件。”

把石墨烯这种材料用在合适的位置,才会达到最好的结果。

生命充满惊喜,石墨烯也是。

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