Mais pourquoi ce vêtement attrape-t-il les saletés ?

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Sa surface est si propre, si lisse.

A peine sorti de son emballage, il est si beau et si immaculé que vous hésitez même à le porter, de peur de lui faire perdre son intacte innocence.

Vous affrontez tout de même vos craintes, et vous prenez même plaisir à enfiler pour la première fois ce pantalon navy tout neuf. Votre journée peut commencer.

Mais à peine sorti de chez vous, votre nouveau compagnon se retrouve pris dans une invasion sans merci : cheveux, fils et saletés en tout genre... eux n'ont pas hésité une seule seconde à s'y coller, et se fichent bien de son innocence.

poils animal pantalon

Même les poils de votre yorkshire s'y mettent (crédit photo : chien.com).

Et votre pantalon devient un véritable sapin de noël, orné de guirlandes en peluches.

Que se passe-t-il donc sur ce tissu ? Comment est-il devenu un aimant à saletés ?

Et bien je vais vous l'expliquer, dans le cadre de cette série d'articles qui est un peu devenue notre "C'est pas sorcier" du vêtement. Ou "E=M6", ou encore *Insérez-une-référence-des-années-2000*.

Jamie fred c'est pas sorcier

Une pétition pour un featuring au prochain article, ça vous tente ? (Crédit photo : www.programme-tv.net).

En bonus, je vous transmettrai évidemment quelques solutions pour limiter les amas de peluches sur vos vêtements préférés.

Spoiler : vous aurez même droit à un cours de physique atomique.

La structure du tissu : un bon premier suspect

Avant de nous lancer dans des expériences scientifiques, on peut aborder une première explication qui ne nécessite ni cours de physique, ni recherches en laboratoire.

C'est un premier facteur qui nous a été révélé par les travaux du Docteur Bon-Sens : la structure de la matière.

En effet, plus une matière sera lisse, moins les saletés auront de points d'ancrage pour s'y accrocher. A l'inverse, un tissu plus rugueux leur permettra plus facilement de s'y lier pour la journée.

Pantalon velours côtelé

Ici, les poils de votre chat auront l'embarras du choix pour se trouver un logement (Crédit photo : Pixabay).

Les tissus tels que le velours côtelé, le drap de laine, ou encore la maille laissent dépasser des fibriles sur leur surface. Ces dernières tendront la main avec plaisir aux diverses particules qui tomberont dessus.

C'est également le cas des cuirs suédés. Ce n'est d'ailleurs pas pour rien qu'on les nettoie avec une brosse, puisque ses poils permettent d'accéder aux saletés et de les détacher .

Les étoffes moins velues, telles que le jersey ou le serge de coton, ne leur laisseront quant à elles pas grand chose aux peluches pour s'agripper.

C'est comme en escalade : vous auriez plus de mal à vous accrocher à un mur de verre qu'à une montagne dense en reliefs.

Homme escalade montagne

Photo rare d'un cheveu en plein atterrissage sur un pull en maille (Crédit photo : Chen Hu - Unsplash.com).

Voilà pourquoi vous verrez plus systématiquement les peluches de votre écharpe s'accrocher à votre manteau en drap de laine qu'à la popeline de votre chemise.

L'électricité statique : fréquemment coupable

C'est la cause la plus fréquente, et la réponse à notre question pour la majorité des cas d'aimants à poussière(s).

C'est aussi un des premiers phénomènes physiques à avoir été décrit : c'est en 600 avant J.C. que Thales de Milet, philosophe grec, a constaté qu'une pierre d'ambre frottée contre un morceau de soie attirait les particules. D'ailleurs, le mot électricité vient lui même du mot grec elektvon. Sa signification ? Et bien ce mot voulait tout simplement dire "ambre".

photo statue de face thales de milet

Représentation de Thales de Milet, considéré comme le "premier physicien". (Crédit photo : Wikipédia).

Mais les découvertes à ce sujet n'allèrent pas plus loin, bien que d'autres théoriciens s'intéressaient à la capacité d'attraction de certaines matières suite à des frottements. C'est grâce aux progrès de la physique qu'on connait aujourd'hui les dessous du phénomène.

Pour vous expliquer le comment du pourquoi, nous allons passer par un petit cours d'électricité statique.

Et nous allons devoir rétrécir à quelques picomètres , pour parler électrons, protons, et atomes.

ant man monde quantique

Nous voilà donc partis pour un tour dans le monde quantique. (Crédit photo : Antman & the Wasp, Marvel Studios).

Protons et électrons sont sur un bateau...

Je vais commencer par vous présenter les protons et les électrons.

Les protons se comptent en trilliards de trilliards partout dans le monde. Il en va de même pour les électrons.

Ils sont répartis équitablement dans les atomes, qui constituent la matière même. Chaque corps en est fait : nous, nos manteaux en laine, les poils de nos chats, et plein d'autres exemples pris tout à fait au hasard.

image atone

En rouge, les protons, et en bleu, les neutrons dans la représentation d'un atome. Les électrons sont en gris et gravitent autour.

Deux protons s'envoient constamment des photons virtuels : une particule qui apparaît et disparaît assez vite pour ne pas être détectée. En s'envoyant cette particule comme une balle de baseball, les protons créent une force qui les repousse l'un de l'autre. Et les électrons sont tout aussi joueurs, puisqu'ils interagissent également avec des photons pour s'éloigner de leurs homonymes.

Par contre, protons et électrons s'entendent plutôt bien, je dirais même qu'ils s'attirent l'un l'autre, un peu comme des aimants.

En quelque sorte, ils rejettent donc leurs semblables mais se drainent entre eux.

Les protons ont une charge électromagnétique positive, tandis que les électrons ont des charges négatives .

Pour aller plus loin dans cette dimension de la physique atomique ScienceClic a fait une excellente vidéo sur le sujet :

La grande vadrouille des électrons

A la base, une matière dispose d'une charge électrique neutre, puisqu'autant de protons que d'électrons sont à son bord.

Mais c'est sans compter sur la bougeotte des électrons : ce sont de grands voyageurs, persuadés que l'herbe est toujours plus verte ailleurs.

Quand une matière entre en contact avec une autre, certains électrons se précipiteront donc pour passer d'un support à l'autre. Et c'est là qu'un déséquilibre dans la force naît : la première matière deviendra chargée positivement car elle se retrouvera avec une majorité de protons, tandis que l'autre se retrouvera dans le cas inverse, chargée négativement.

Hors, comme je vous l'ai dit, protons et électrons sont très amis. Une matière disposant d'une majorité d'électrons (chargée négativement) attirera donc toute matière majoritairement chargée en protons (chargée positivement). Ici, on peut dire que les opposés s'attirent.

Un vêtement accumulant une charge positive ou négative à l'issue de ses frottements contre votre peau, une brosse, ou un autre vêtement, aimantera ainsi toute particule ayant une charge opposée.

schéma électricité statique bonne gueule

Quelques frottements entre deux entités neutres, et vous voilà avec deux charges électrostatiques. Négative à gauche (puisque plus d'électrons à charge négative) et positive à droite. (Crédit : Antoine Bastide, grand maître des arts graphiques chez BonneGueule).

Un tel transfert d'électrons peut se faire de trois façons :

  • Par frottement
  • Par contact, lorsqu'une substance chargée positivement pique les électrons d'une substance neutre
  • Par induction, quand les électrons restent sur leur support tout en s'éloignant au maximum d'une substance chargée négativement qui en est approchée.

Ce ne sont donc pas les occasions de générer de l'électricité statique qui manqueront.

Mais une question doit sans doute vous démanger.

J'en suis certain.

Non ? Eh bien j'y répondrai quand même.

" Comment savoir quelle matière se chargera positivement ? Quelle matière perdra ses électrons et laquelle les reprendra ?"

Cette question, c'est un tableau vieux de 245 ans qui saura y répondre : la série électrostatique.

Initialement développée par le chercheur Wilche en 1757, elle permet de connaître le sens de transfert des électrons en cas de frottement entre deux matières. Pour cela, il suffira de lire la position relative des matières sur la liste :

tableau série électrostatique

Ici, les matières qui ont tendance à donner des électrons.

tableau série électrostatique

Sur ce tableau, les matières qu'un électron aura facilement tendance à aborder. Elles seront donc plutôt propices à une charge négative.

Si vous prenez donc n'importe quel élément de la première liste, comme par exemple votre peau, et que vous le frottez à un t-shirt en polyester, présent dans la seconde liste, vous créerez une charge électrostatique négative sur votre t-shirt.

Ce dernier attirera donc toute particule chargée positivement.

photo chat électricité statique

Ce chat n'a pas apprécié sa position relative au polystyrène dans la série électrostatique.

Ce phénomène explique aussi pourquoi vos cheveux peuvent s'envoler après un coup de brosse : sur le tableau, le cheveu humain a tendance à se charger positivement. D'après le professeur en ingénierie biomédicale Troy Shinbrot, chaque cheveu laissera donc ses électrons à votre brosse et finira avec une charge positive. Ces cheveux chargés de protons se repousseront ainsi entre eux, donnant lieu à ce que certains appellent subtilement des "cheveux en pétard".

Albert Eintein en costume

Einstein était quelqu'un de très positif.

Pour finir cet aparté capillaire, une étude publiée par l'international journal of scientific and engineering research (2016) a même comparé le comportement électrostatique des cheveux selon les origines ethniques, puisque les capillarités sont différentes. En effet, des foulards en coton ou en fibre synthétique ont été en mis en contact avec les cheveux de personnes asiatiques, africaines et caucasiennes.

Etude électricité statique typologie cheveu

C'est le frottement du cheveu caucasien contre du polyester qui a obtenu la charge la plus importante.

Les secondes charges les plus importantes sont issues du frottement d'un cheveu asiatique ou africain avec un foulard en coton. Dans le cas du port d'un bonnet, et suivant les matières utilisées, certaines personnes pourraient être donc plus propices que d'autres à la génération d'électricité statique.

L'importance du permis de conduire électrique

Les matières et corps impliqués, leurs positions sur la série électrostatique, et le mode de contact ne sont pas les seuls facteurs influents sur la charge électrostatique de votre vêtement.

La conductivité électrique est également déterminante : plus une matière sera conductrice, plus ses propriétés antistatiques seront importantes.

Pourquoi ? Car sa conductivité laissera les charges se dissiper. En quelque sorte, les attroupements de protons ou d'électrons se retrouveront dispersés aux quatre coins de votre vêtement, voire même transférés vers d'autres entités .

Un vêtement peu ou pas conducteur, quant à lui, permettra aux charges de s'accumuler et d'attirer toute particule à sa portée.

C'est pour cela qu'avec une peau sèche, le manque d'humidité de votre corps favorisera l'accumulation de charges. Puisque l'eau est conductrice.

image homme allongé dans l'eau

Cet homme est venu se débarrasser de ses charges d'électrons (Crédit photo : VIRIN - www.afrc.af.mil).

Le coup de jus d'une poignée de porte

Cela nous est déjà tous arrivé au moins une fois. Vous vous avancez tranquillement vers votre voiture, vous prenez la poignée pour ouvrir la porte, et sentez une décharge vous traverser, du bout de vos doigts jusqu'à la pointe de vos cheveux.

Vous ne lui aviez pourtant rien fait.

En fait, à défaut de prendre le volant de votre véhicule, vous avez plutôt conduit votre charge d'électricité statique vers ce dernier.

Dans l'article du Time mentionné plus haut, le Docteur Hazen, chercheur à l'université Georges Mason aux Etats Unis, explique qu'il s'agit tout simplement d'un transfert de votre charge d'électrons accumulés pendant un certain temps. Vous vous souvenez du transfert d'électrons par contact mentionné plus haut ? On est en plein dedans, et c'est votre bras qui a littéralement servi de câble électrique.

Ici aussi, c'est l'absence d'entité conductrice qui aura permis à votre charge de s'accumuler jusqu'au contact avec le métal de la poignée, dont la conductivité électrique est extrêmement importante.

Et non, vous ne pourrez pas profiter de ce phénomène pour essayer de charger votre smartphone.

L'influence de la conductivité électrique sur le comportement anti-statique explique aussi pourquoi vos vêtements propices accrocheront plus facilement aux saletés en hiver.

D'après le météorologiste américain Chris Shaffer (WCCO), l'air hivernal plus frais perd en capacité à retenir l'humidité. Vos excédents de charge statique peinent donc à s'y dissiper.

Dans une recherche supervisée par les chercheurs Abdel-Fattah, M. Seyam et William Oxenham pour l'université de Caroline du Nord, plusieurs essais de mise en contact ont été effectués entre du Nylon et du Polytetrafluoroethylene .

La mise en évidence des différents niveaux de charge électrostatiques en fonction des conditions de l'air nous prouve bien à quel point le contexte climatique, du fait de l'importance de la conductivité électrique, peut faire varier les charges accumulées, du simple au double :

 

 

schéma étude électrostatique nylon PTFE

Les différentes couleurs correspondent aux forces de frottement (17N étant la plus forte), la charge (négative) en électrons est représentée en ordonnée tandis que l'abscisse nous dévoile les différences par niveau d'humidité et température.

Au-delà des conditions atmosphériques, l'importance de la conductivité permet aussi de savoir quelle matière sera la plus efficace contre les charges.

Quelle matière pour calmer les électrons ?

Dans ses recherches sur la résistance électrique des matériaux textiles (1953), le chercheur J.W.S Hearle a établi que la teneur en humidité d'une fibre était le facteur le plus important : plus une fibre sera capable d'absorber l'humidité, plus elle aura une conductivité élevée, et donc une bonne résistance à l'électricité statique.

Un vêtement en laine ou en coton sera donc idéal, puisqu'il s'agit de fibres hydrophiles. D'ailleurs, si vous maltraitez ce dernier au sèche linge, il sera dépourvu de toute humidité jusqu'à ce qu'il en imprègne à nouveau dans l'air ambiant. Ses premiers instants à la sortie de la machine seront donc plus facilement riches en atomes déséquilibrés.

A l'inverse, les fibres synthétiques hydrophobes seront un terrain de jeu parfait pour les protons et électrons, qui ne pourront pas se dissiper parmi elles.

t-shirt blanc polyester

Si vous avez un pull en maille qui a tendance à laisser des peluches derrière lui, un t-shirt en polyester porté en dessous les drainerait facilement. (photo : https://glindesigns.com).

Pour aller plus loin, une équipe de chercheurs de l'Université de Vilnius (Lituanie) s'est réunie pour étudier le comportement des matières face aux flux de protons et de neutrons. Un morceau de tissu de chaque matière a été affecté sous les mêmes conditions atmosphériques :

Tableau université Vinius matériaux électricité statique

Pour chaque matière, la première colonne correspond aux charges retenues au moment de la décharge électrique. La seconde correspond au temps que les charges ont mises à se dissiper.

D'après l'expérience, les trophées de l'électricité statique (et donc des aimants à saletés) ont étés remis aux synthétiques. C'est en effet ces derniers qui ont mis le plus de temps à se débarrasser des charges.

Ce sont le lin (en tête), la viscose, le coton et la laine qui démontrent les meilleures propriétés anti-statiques, avec en moyenne moins d'une seconde pour disperser les flux d'ions.

tableau recherche ISSN

étude ISSN électricité statique

Retour sur l'expérience de l'ISSN sur les foulards, voyez comme le coton descend nettement moins en charge négative par rapport au polyester à l'issue d'un frottement contre peau.

A noter qu'au sein même des Polymers , les différences de caractéristiques anti-statiques d'une fibre à l'autre sont également importantes :

recherche université

En frottant des morceaux de Nylon, Polytetrafluoroethylene (PTFE) et Polypropylene (PP), nos professeurs de l'Université de Caroline du Nord ont constaté de sacrées différences de niveau de charge (en abscisse).

La légende du jean noir

Nombreux sont ceux qui ont été frappés par cette malédiction. Les forums et sites d'entre-aide regorgent de questionnements à ce sujet. On dit même que certains ont finit par abandonner leur jean noir, laissant cette pièce au fond de leur dressing, lassés d'en retirer les cheveux accrochés un à un.

jean noir homme levis

Le jean noir, toujours prêt à récolter le moindre poil de votre chat (Photo : Levi's).

Si le jean noir est un aimant à particules si puissant, c'est parce que sa couleur attire la lumière et donc l'énergie qui y est liée . Cette énergie va exciter les électrons qui atteindront un stade d'énergie supérieur.

En d'autres termes, ils auront plus la bougeotte.

Et si ils ont plus la bougeotte, ils auront plus facilement tendance à fuir et donc créer un déséquilibre statique. La couleur noire d'un vêtement réduit donc ses propriétés antistatiques.

Que font les fabricants face à l'électricité statique ?

Dans les secteurs de l'industrie, de la médecine, ou encore de l'équipement militaire, l'électricité statique est un problème.

Entre autres, une charge générée trop importante, dans certaines conditions atmosphériques bien précises, peut provoquer une étincelle. Pas très fun si vous travaillez dans un hôpital, un laboratoire ou une usine, là où les produits chimiques sources potentielles d'accidents ne manquent pas.

Si vous avez besoin d'une telle précaution pour manipuler une substance, vous ne voulez peut-être pas qu'une étincelle tombe dedans. (Crédit photo : pixnio.com)

Et il ne faut pas oublier que les fibres naturelles doivent leurs capacités anti-statiques à l'humidité. Un t-shirt en coton ne suffira donc pas à réduire tout risque à zéro, si un environnement de travail est trop sec.

C'est donc dans ces domaines, par nécessité, que des solutions techniques visant à limiter l'électricité statique sur les vêtements ont été développées.

Pour limiter les charges statiques, deux objectifs dans la conception des vêtements ont été recherchés, chacune misant sur la conductivité des équipements :

  • Dissiper les charges au sein des fibres
  • Transférer les charges directement vers le sol, où elles peuvent se dissiper par la suite.

Cette dissipation peut aussi avoir lieu lorsqu'une charge électrostatique positive entre en contact, sur une surface commune, avec une charge négative. Elles pourront ainsi "s'annuler" l'une l'autre.

Une première approche appliquée par les fabricants consiste à ajouter un fil ou une fibre conductrice dans l'armure du tissu.

Par exemple, voici un brevet américain déposé pour l'armure d'une maille ouverte, où un fil conducteur a été incorporé :

patent google maille anti statique

Ceci n'est pas du braille, mais bien les différentes trajectoires que prend le fil en question dans la maille. Ce dernier ne représente que 0,5% de l'ensemble du tissu. Il est donc invisible à l'oeil nu.

Une autre invention permet carrément d'incorporer une fibre conductrice dans le fil :

schéma patent google fibre conductrice anti-statique

La figure 2 est une coupe transverse du fil utilisé, avec en noir la fibre conductrice.

Dans le domaine militaire, c'est carrément des fibres d'origine métallique qui sont exploitées, telles que des filaments en acier inoxydable de 8 à 12 microns qui sont mélangés avec du nylon ou du coton. Ces filaments peuvent représenter jusqu'à 5% de la matière, et font preuve d'une excellente efficacité.

Si on peut miser sur la constitution même de l'armure du vêtement, certains secteurs favorisent plutôt l'ajout de finitions antistatiques conductrices sur les vêtements.

On fait aussi parfois appel à l'application d'agents chimiques dont les molécules sont hydrophiles.

Une technique répandue consiste par exemple à ajouter du noir de carbone aux vêtements, notamment quand ils sont en polyester : cet agent antistatique se mélange parfaitement bien aux fibres polymères. Il est aussi colorant, il en résultera donc une matière synthétique noire. C'est pourquoi cette technique n'est utilisée que lorsque le rendu visuel est satisfaisant.

noir carbone microscope

Noir de carbone n'est pas une ligne de parfum, mais une forme amorphe élémentaire du carbone. En voici une image obtenue au microscope (Crédit photo : Mathilde Brigaudet - researchgate.net).

"Ok, les techniques antistatiques ne manquent pas. Mais est-ce que mes marques préférées les mobilisent ?"

Eh bien non. Ou, si c'est le cas, très rarement.

Le fait est que lorsqu'on ne travaille pas dans un laboratoire, ou qu'on n'éteint pas d'incendies la nuit, l'électricité statique n'est pas un problème grave en soi.

Du moins, il ne l'est pas assez pour que les marques se lancent dans des frais de recherche ou des procédés de fabrication spécifiques, dont la répercussion sur le prix final serait directe et trop élevée.

Enfin, je vous laisse imaginer que la splendeur et la main d'une belle maille en laine alpaga ne restera pas indemne si un fil d'aluminium est incorporé.

cardigan Johnstons of elgin

Je doute que Johnston of Elgin veuille nuire à la main ou au tombé de ce cardigan en coton/cachemire avec un fil de métal.

Pour certaines matières très propices à l'électricité statique, une marque peut trouver un intérêt à contre-balancer cet inconvénient avec un agent chimique ou une finition, mais je n'ai pas trouvé de cas spécifique à vous présenter.

Cela ne veut toutefois pas dire que vous ne pouvez rien faire contre ces peluches qui collent à votre pantalon.

Et moi, que puis-je faire contre l'électricité statique ?

Si vous ne pourrez pas lutter contre la rugosité d'un velours côtelé, vous pouvez toujours limiter les amas d'électrons afin de faire en sorte que le courant passe moins entre votre vêtement et vos cheveux.

Mais attention à bien limiter ces solutions aux cas d'électricité statique, que vous reconnaîtrez facilement. Par exemple, si vous le constatez sur une matière lisse en fibre synthétique.

look suituspply homme blouson laine

Des méthodes contre l'électricité statique n'auront aucune utilité sur un blouson en laine, dont c'est surtout la structure du drap qui peut accrocher des peluches. Ce qui est tout à fait normal. (Photo : SuitSupply)

Pour prévenir

Dans un premier temps, l'hiver, pensez au rapport de l'électricité statique à l'humidité : si vous devenez une véritable multiprise à cause de votre peau sèche, pensez à vous hydrater la peau des mains et du visage.

De la même manière, un vêtement qui vous fait des crises d'accumulation de charges par temps sec peut être calmé avec un léger coup de spray à eau.

Une version pratique et portable de cette astuce consiste à utiliser des feuilles de sèche linge. Ces dernières étant souvent chargées positivement, elles corrigeront l'excès éventuel d'électrons sur un vêtement. Une feuille peut être réutilisée plusieurs fois.

Un conseil récurrent invite à utiliser un cintre en métal. Si l'idée de jouer sur la conductivité du métal est efficace, je dois tout de même vous rappeler qu'ils ne feront pas de bien aux épaules de vos vêtements.

Cintre en fer

Sur le long terme, cet instrument de torture peut laisser des traces au niveau des épaules de vos chemises.

Pour guérir

Pas de solution miracle de ce côté là : une fois les saletés et peluches accrochées à vos vêtements, vous n'avez plus qu'à les enlever avec une brosse.

Brosse à cheveux kent

Nicolò vous recommande de faire appel à une brosse à cheveux Kent, simple et efficace. C'est une marque utilisée par la couronne d'Angleterre.

Une brosse anti-peluches fera très bien l'affaire aussi.

brosse anti poils animal

Certains modèles sont même spécialisés pour les poils d'animaux (chiot et chaton vendus séparément).

Vous n'avez plus qu'à frotter (doucement) !

L'atome de la fin

Que ce soit via leur structure en surface ou leur tendance à générer de l'électricité statique, certaines matières sont nées pour accrocher les particules.

Le velours, la laine, ou encore les cuirs suédés n'auront pas besoin de perdre en électrons pour accrocher les peluches. Un coup de brosse adaptée à la matière de temps à autres suffira à retirer les particules indésirables.

Les cas d'électricité statique, eux, seront courants sur les matières synthétiques et surtout l'hiver. Si vous y êtes facilement sujets, pensez donc à hydrater votre peau et (un peu) vos vêtements à tendance électrostatique en cette saison.

Il faudra également opter pour du coton, de la laine ou du lin lorsque vous choisirez votre chemise ou votre t-shirt. Mais ça, vous le savez déjà.

Pour certains secteurs professionnels, l'électricité statique est un problème assez important pour devoir mettre au point des techniques anti-statiques. L'enjeu pour un quotidien plus commun reste toutefois trop anodin pour que les fabricants à destination du grand public remettent en cause la conception de leurs vêtements.

Félicitations en tout cas, vous savez à présent pourquoi un vêtement peut agripper les saletés. Si vous êtes étudiant, vous pourrez même en faire votre sujet de mémoire.

Sinon, vous saurez tout de même briller en société avec vos nouvelles connaissances en physique atomique, et des vêtements sans poils de chaton.

Avatar Michel Bojarun

Geek de la musique électronique aboutie comme des beaux vêtements, je me démène avec l’équipe éditoriale pour que la mode masculine soit une source de bien être sans prise de tête. Je suis aussi un grand passionné de vélo, de DJing et de bretzels.

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