• 제목/요약/키워드: 가스 활성기

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메탄 산화를 위한 Pd 촉매의 특성 (Characteristics of Pd Catalysts for Methane Oxidation)

  • 이진만;양오봉;김춘영;우성일
    • 공업화학
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    • 제10권4호
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    • pp.557-562
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    • 1999
  • 압축천연가스 자동차에서 배출되는 메탄의 산화를 위한 Pd 촉매의 특성을 조사하였다. 알루미나에 담지된 Pd 촉매와 La과 Ce의 조촉매가 첨가된 촉매들을 함침법으로 제조하였다. 메탄산화 반응은 U-튜브 흐름 반응기에서 공간속도(GHSV)가 $72000h^{-1}$이고 반응온도가 $200{\sim}800^{\circ}C$ 범위에서 실험을 수행하였다. 촉매는 XRD, XPS, BET 표면적 및 수소화학흡착 실험에 의하여 특성화되었다. $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매 제조시 전구체로 $Pd(NO_3)_2$를 사용하고 $600^{\circ}C$로 소성하였을 때 $CH_4$ 산화의 활성이 가장 높았다. 소성된 $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매에서 palladium은 대부분 PdO로 존재하였으며, 이것의 메탄 산화 반응 활성이 환원된 촉매에 대부분 존재하는 Pd 금속 보다 높았다. 넓은 범위의 redox ratio에서 실험을 반복하면 $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 활성이 감소하고 높은 활성을 보이는 window 영역이 좁아지는 특성을 보였다. 조촉매로 Ce가 첨가된 촉매는 오히려 메탄 산화 활성이 감소하였으며, 조촉매로 La 이 첨가된 $Pd/La/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매는 담체와 Palladium의 열적 안정성이 향상되어 $1000^{\circ}C$에서 aging된 후에도 우수한 활성을 보였다. 또한 $Pd/La/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매의 NO에 의한 $CH_4$ 제거 반응 특성에서 산소가 존재하지 않는 경우 redox ratio가 1.2 근처에서 메탄이 모두 제거되었으나 산소가 존재하면 메탄 제거율이 크게 감소하였다.

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혐기성 폐기물매립지에 있어서 수분이 매립폐기물의 안정화에 미치는 영향 (Effect of Moisture on Stabilization of Municipal Solid Wastes in Anaerobic Landfill)

  • 김혜진;김종호;오동익;김석찬;이남훈;김낙주
    • 유기물자원화
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    • 제13권1호
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    • pp.124-130
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    • 2005
  • 매립은 폐기물의 최종처분방법으로 광범위하게 이용되며, 매립된 폐기물은 미생물의 활동에 의해 분해된다. 미생물에 의한 생분해는 수분함량, 산화환원전위, pH, Alkalinity, 황산염, 영양물질과 미량원소, 방해인자, 미량이온, 온도와 같은 여러 인자에 의해 영향을 받는다. 특히, 수분은 미생물의 활성에 주요한 인자이다. 본 연구에서는 수분이 고형폐기물(MSW)의 분해에 미치는 영향을 조사하여 분석하였다. 이를 위해 총 8기의 모의매립조에 고형폐기물을 충전하였고, 수분함량을 20, 30, 40, 50% 4개로 하여 운전하였다. 그 결과 수분함량이 높을수록 $CO_2$의 농도가 높았고, 매립가스 또한 많이 발생 하였다. 이는 수분함량이 높을수록 미생물 분해가 효과적임을 의미한다.

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양기능성 커플링제 실란에 의한 실리카-천연고무 복합소재의 계면간 결합 고찰 (Observation of Interfacial Adhesion in Silica-NR Compound by Using Bifunctional Silane Coupling Agent)

  • 이종영;김성민;김광제
    • 폴리머
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    • 제39권2호
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    • pp.240-246
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    • 2015
  • 양기능성 실란 커플링제인 bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfide(TESPT)가 실리카/천연고무 복합소재 내에서 실리카의 hydroxy기와 고무 계면간에 화학적 결합반응을 하여 실리카-실란-고무간의 3차원 사슬구조를 형성한 것을 열분해 가스 크로마토그래피 질량분석기(Py-GC/MS)와 주사전자현미경(SEM)을 통해 관찰하였다. TESPT의 첨가로 배합물 내의 황 함유율이 증가하여 스코치 시간($t_{10}$)은 감소하고, TESPT 내 sulfur donor 역할을 하는 황이 활성화제 및 촉진제와의 복합반응으로 가교반응이 지속적으로 이루어짐에 따라서 가교속도지수(CRI)의 값이 감소하였다. 또한 TESPT가 첨가된 컴파운드는 첨가되지 않은 컴파운드에 비해 가공성 및 기계적 물성이 향상되었다. 결과적으로, 실리카로 충전된 천연고무 복합소재에 실란 커플링제(TESPT)가 첨가되어 화학반응으로 실리카-실란-고무간의 3차원 사슬구조가 형성됨을 관찰하였고 이에 따라 가교밀도가 증가하여 복합소재의 물성 증가에 기여함을 보여주었다.

$Er^{+3}$ 첨가된 인산염 레이저 유리의 탈 수산기 영향에 관한 분광학적 특성 (Dehydration effects on spectroscopic properties of $Er^{+3}$ doped phosphate laser Glass)

  • 조규성;박완수;김종수;김정돈
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.335-335
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    • 2008
  • 눈에 안정한(1.53um) 인산염 레이저 유리를 제조하기 위한 기본 조성 (mole%)은 $55P_2O_5\cdot24BaO\cdot10K_2O\cdot4Al_2O_3\cdot6Yb_2O_3$로 하고, 활성 이온은 $Er^{+3}$로, sensitizer로는 $Cr^{+3}(Yb^{+3})$을 사용하였다. 혼합된 원료 조성은 대기와 원료로부터 혼입되는 OH group을 제거하기 위하여 open 시스템에서 가스 버블을 공급하였으며, 용융물에 공급된 시간 변화에 따라 분광학적 특성 변화를 조사하였다. OH oscillations linear 에 의해 quenching된 $Er^{+3}$ 형광방출 확률은 $3500cm^{-1}$ 에서 OH stretching vibration band의 흡수계수에 의존하고 있으며, 이때 $Er^{+3}$의 농도는 $1.6\times10^{19}$에서 $21.2\times10^{19}$ ion/$cm^2$ 범위에서 존재하였다.

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메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지의 성능 (Performance of a Molten Carbonate Fuel Cell With Direct Internal Reforming of Methanol)

  • 하명주;윤성필;한종희;임태훈;김우식;남석우
    • 청정기술
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    • 제26권4호
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    • pp.329-335
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    • 2020
  • 재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

인공호흡기 이탈시 비강내 CPAP 조기 사용 효과에 관한 연구 (A Study on the Effects of the Early Use of Nasal CPAP in the Weaning of Mechanical Ventilators)

  • 김영주;정변경;이상길
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제46권12호
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    • pp.1200-1206
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    • 2003
  • 목 적 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 인공호흡기 이탈시 low IMV, 기관내 CPAP, 기도 발관의 고전적 방법과 비침습적인 비강내 CPAP 조기 사용을 비교함으로써 비강내 CPAP의 활성화를 위해 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2001년 11월부터 2002년 6월까지 본원 출생아로서 중등도 신생아 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여한 뒤 인공호흡기 치료를 시행하고, 이탈시 비강내 CPAP으로 조기 전환한 환아 30례를 연구군으로 하고, 1999년 1월부터 2001년 9월까지 본원 출생아이며 중등도 호흡곤란 증후군으로 진단된 환아 중 폐 표면활성제를 투여하고 인공호흡기 치료를 시행한 뒤 low IMV, 기관내 CPAP의 과정으로 이탈한 환아 30례를 대상으로 하여 재태연령과 출생체중, 1분 및 5분 Apgar 점수, SMR 검사, 임상증상, 동맥혈 가스 분석, 인공호흡기 치료기간, 임상경과, 이탈 성공률, 이탈기간과 동반된 합병증등을 후향적으로 분석하였다. 결 과 : 1) 대상아의 특징 : 평균 재태연령은 연구군이 $28.3{\pm}1.6$주이고, 대조군이 $29.3{\pm}1.5$주였고, 평균 출생체중은 연구군이 $1,238.3{\pm}158.6gm$, 대조군이 $1,270{\pm}133.8gm$이었으며, 양 군에서 남아가 반수 이상이었으며, SMR은 양 군에서 약 양성으로 양 군간에 유의한 차이가 없었다. 신생아 호흡곤란 증후군은 양 군에서 중등도였다. 2) 양 군에서 동맥혈 가스 분석 및 호흡지표의 변화 : 인공호흡기 설정시 시행한 동맥혈 가스 분석상 pH, $PaO_2$는 연구군에서 각각 $7.3{\pm}0.1$, $39.7{\pm}3.4mmHg$, 대조군이 $7.3{\pm}0.1$, $39.3{\pm}3.9mmHg$였고, 평균 기도압은 연구군 $6.1{\pm}0.6cmH_2O$, 대조군이 $6.2{\pm}0.8cmH_2O$였으며, 산소화 지수는 연구군에서 $10.8{\pm}1.6$, 대조군에서 $11.8{\pm}1.9$를 나타내어 두 군에서 유의한 차이는 없었다. 환아가 안정화되었을 때 시행한 동맥혈 가스 검사에서 $PaCO_2$, $PaO_2$는 연구군에서 $37.4{\pm}4.6mmHg$, $88.8{\pm}5.9mmHg$였고, 대조군에서 $36.9{\pm}4.5mmHg$, $89.8{\pm}4.8mmHg$로 큰 차이가 없었다. 인공호흡기 이탈을 시도한 후 1시간과 12시간 뒤에 시행한 동맥혈 가스 검사에서 대조군의 $PaCO_2$는 각각 $41.4{\pm}4.0mmHg$$42.2{\pm}4.8mmHg$로 이산화탄소의 저류가 관찰되었으나 이탈을 성공한 뒤에는 $38.3{\pm}5.5mmHg$로 정상화되었다. 연구군에서는 이탈 전 기간동안 $PaCO_2$에 큰 변화가 없었다. 3) 양 군에서 임상경과 및 인공호흡기 치료기간 비교 : 연구군에서 30례 중 28례(93.3%)에서 이탈에 성공하였고, 나머지 2례는 반복되는 무호흡과 제반증상의 악화로 인공호흡기 치료로 전환되었다. 대조군에서는 30례 중 24례(80%)에서 이탈에 성공하였고 실패한 경우는 반복되는 심한 무호흡이 4례, 심한 호흡성산증이 2례 관찰되었다. 연구군에서 평균 인공호흡기 치료기간은 $2.5{\pm}2.2$일이며 비강내 CPAP으로 $1.4{\pm}0.6$일간 치료하였고, 대조군에서 인공호흡기 치료기간은 $2.9{\pm}3.3$일이었고 low IMV와 기관내 CPAP의 사용기간은 $1.5{\pm}0.8$일로 양 군에서 유의한 차이는 없었다. 4) 양 군에서 인공호흡기 이탈기간 동안 발생한 합병증의 비교 : 연구군에서 비강내 CPAP을 사용하여 이탈한 기간 동안 발생한 합병증은 공기누출 증후군 1례, 패혈증 1례, 비강과 구강의 미란이 2례가 있었으며, 비강내 CPAP의 고정의 문제가 2례에서 발생하였다. 또한 지속적 양압으로 인하여 1례에서 복부팽대 소견을 보였고, 2례에서 서혜부 탈장이 관찰되었으나 수술적 처지는 필요하지 않았다. 대조군에서는 공기누출 증후군 2례, 무기폐3례, 비강과 구강의 미란이 2례 있었으며, 기관 삽관으로 인한 문제로 자연적 발관이 1례, 기관내관 말단 위치가 기관분기부상방 0.2-2.0 cm 사이에 고정되지 않은 경우 2례, 점액으로 인한 기관내관이 막힌 경우가 2례 관찰되었다. 결 론 : 중등도 신생아 호흡곤란 증후군 환아에서 고전적인 low IMV, 기관내 CPAP의 과정을 거치지 않고 비강내 CPAP으로 전환하는 적극적인 인공호흡기 이탈이 가능하였고, 사용상의 어려움도 없었다. 따라서, 인공호흡기 이탈시 비침습적인 비강내 CPAP의 조기 사용을 시도해 볼 수 있을 것으로 사료된다.

하수처리 공정별 아산화질소(N$_2$O) 배출계수 산정 (Estimate of Nitrous Oxide Emission Factors from Municipal Wastewater Treatment Plants)

  • 양형재;박정민;김민정
    • 대한환경공학회지
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    • 제30권12호
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    • pp.1281-1286
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    • 2008
  • 하수처리과정에서 온실가스인 N$_2$O가 발생하는데, N$_2$O의 지구온난화 기여율은 CO$_2$의 310배에 달한다. 본 연구에서는 하수처리공정에 따라 온실가스 배출계수가 어떤 차이를 보이는지를 분석하기위해 운전 중인 4개의 하수처리공정을 대상으로 조사하였다. 배출계수 산정을 위한 시료채취는 Flux Chamber를 이용하였으며, N$_2$O 정량은 6 port gas sampling valve가 장착된 Agilent사의 GC로 분석하였으며, 검출기는 ECD를 사용하였다. 하수처리공정별 오염물질 유입 부하에 대한 N$_2$O 배출계수 산정결과 5-stage공정은 0.94 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 낮았으며, 다음으로 활성슬러지공정이 2.65 g-N$_2$O/kg-TN, Denipho공정이 9.30 g-N$_2$O/kg-TN, 그리고 SBR공정이 26.73 g-N$_2$O/kg-TN으로 가장 높게 나타났다. 하수처리에서 N$_2$O 배출량 감소를 위해서는 조사대상 시설 중 5-stage 공정이 가장 적절한 것으로 평가하였다.

CuO/γ-Al2O3 흡수제/촉매를 이용한 SOx/NOx 제거 반응특성 (Reaction Characteristics of SOx/NOx Removal Using CuO/γ-Al2O3 Sorbent/Catalyst)

  • 유경선;김상돈
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.671-678
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    • 2000
  • 열중량분석기와 관형 고정층 반응기에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 SOx와 NOx 동시제거 반응특성에 대하여 고찰하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 아황산가스 제거능은 반응온도 $450^{\circ}C$와 담지량 6wt% 이상에서 담체인 알루미나의 반응참여에 의하여 급격히 증가하였다. $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 탈질 효율은 반응온도, $370^{\circ}C$에서 최대값을 보였으며 그 이상의 온도에서는 $NH_3$가스의 산화반응에 의하여 반응온도가 증가할수록 제거효율은 감소하였다. 흡수제/촉매 표면에 sulfate가 존재하는 경우 최대 탈질 효율을 보이는 반응온도는 증가하였다. SOx와 NOx 동시 제거반응에서 $CuO/{\gamma}-Al_2O_3$ 흡수제/촉매의 NO제거 활성은 $NH_4HSO_4$와 같은 암모늄염의 생성으로 인하여 크게 감소하였다. SOx와 NOx 동시제거 반응에 있어서 최대의 탈질 효율을 보이는 반응온도는 $SO_2$ 가스의 존재로 인하여 $400^{\circ}C$로 증가하였다.

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수소/메탄 혼합 기체로부터 수소 분리를 위한 두 탑 PSA 실험과 전산 모사 (Experiment and Simulation of 2-bed PSA for Hydrogen Separation from H2/CH4 Gas Mixture)

  • 남기문;정병만;강석현;이창하;이병권;최대기
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권2호
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    • pp.249-258
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    • 2005
  • 활성탄을 흡착제로 하여 2탑 6단계의 PSA(압력 순환식 흡착) 공정을 통하여 수소/메탄(부피비로 60%/40%)의 이성분 혼합기체에서 수소를 분리하는 연구를 수행하였다. PSA 공정에서 순도 및 회수율에 영향을 미치는 흡착압력, 공급 가스 유량, P/F 비를 변수로 하여 실험과 전산모사를 수행하였다. 본 공정에서 정상 상태는 15 cycle 이후에 도달하는 것을 알 수 있었다. P/F 비와 압력이 증가하고 공급 유량이 감소할 때 수소의 순도가 증가하였고, 반면에 회수율이 감소하는 것을 알 수 있었다. PSA 공정 전산 모사와 실험을 토대로 순도와 회수율이 최대일 때 최적의 PSA 운전 조건을 정하였다. 최적의 운전 조건은 공급가스의 유량이 22 LPM이고, 흡착 압력이 11 atm이며, P/F 비는 0.10으로 나타났고, 그 결과 수소의 회수율은 75% 이상 얻어졌으며, 순도는 99% 이상의 수소를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 비등온 비단열 상태를 고려하였으며, LDF(linear driving force) 모델과 LRC(loading ratio correlation) 등온식을 고려하여 실험과 예상치를 비교하였다.

화생방 방호시설을 위한 원격감시 패널 및 제어시스템 (Remote Monitoring Panel and Control System for Chemical, Biological and Radiological Facilities)

  • 박형근
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.464-469
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    • 2019
  • 본 논문에서는 화생방 방호시설에 사용되는 가스 차단밸브를 비롯한 각종 밸브 및 출입통제 챔버를 제어할 수 있는 원격 감시패널과 제어시스템을 개발하였다. 원격 감시패널은 화생방 통제실에 설치되는 메인 패널과 청정 기계실에 설치되는 보조 패널로 구성하였으며, 그 크기를 순수 제어용과 CCTV를 포함한 제어용으로 구분하여 개발하였다. 본 시스템은 방폭문 및 가스 차단문이 전시 및 평시에 발생할 수 있는 상황별 상태에 따라 원격 감시 및 제어가 가능하며, 평시모드와 전시모드로 구분하여 각 모드 작동시 추가적인 활성창을 통하여 제어 정보를 표시한다. 특히, 화생방 방호시설 내부의 각종 밸브 및 센서 그리고 각종 여과기의 동작상태를 주기적으로 센싱하여 각각의 기구 및 기기들의 정상동작 여부를 파악하며, 수리 및 교체가 필요할 경우 이를 원격으로 상황 근무자에게 경보함으로써 위급상황에서 각각의 기기들의 동작이상으로 인한 피해를 미연에 방지한다. 이를 통하여 화생방 상황 발생시 차단밸브 및 양압밸브의 상태에 따른 송풍기, 급기 및 배기 댐퍼의 작동, 비상 발전기 및 냉각수 펌프 등의 제어가 가능하여 재래식 무기 및 핵폭발에 의한 폭풍압의 급격한 유입으로 인한 피해를 예방할 수 있다.