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Entwicklung eines Verfahrens zur Wiederaufbereitung von Polyolefinabfaellen

Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Wiederaufbereitung von Polyolefinabfaellen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Gesellschaft der Freunde der Technischen Universität Darmstadt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut für Chemische Technologie.Abfaelle aus polyolefinischen Materialien fallen einerseits in grossen Mengen in Form von Verpackungsmaterial oder Ein-Weg-Gebrauchsgegenstaenden beim Endverbraucher an. Andererseits werden auch bei der Herstellung von Polyolefinen, je nach Herstellungsverfahren und -bedingungen niedermolekulare und wachsartige Nebenprodukte erhalten, die nur zum geringen Teil Verwendung finden. Diese Abfaelle - sowohl die Nebenprodukte aus der Produktion als auch die Abfaelle aus dem Endverbrauch - werden zum groessten Teil verworfen und finden nur zum geringen Teil Anwendung, z.B. bei der Dampferzeugung in Kraftwerken oder Muellverbrennungsanlagen. Mit dem Forschungsprojekt soll daher geprueft werden, wie weit aus diesen Polyolefinabfaellen die Rohstoffe - Aethylen oder Propylen - oder andere Komponenten der chemischen Grundstoffproduktion - z.B. Acetylen - gewonnen werden koennen.Bei den entwickelten Verfahren wurden, im Gegensatz zu den mechanisch-thermischen Aufbereitungsverfahren, die Polyolefine einer partiellen Oxidation unterworfen. Bei dem Forschungsprojekt wurde zunaechst von ataktischem Polypropylen ausgegangen. Dies wurde aufgeschmolzen und in einem Injektionsbrenner zerstaeubt und anschliessend in einer Brennkammer mit Sauerstoff partiell oxidiert. Der Oxidationsvorgang wird dabei durch die Eigenschaften des Brennstoffnebels - Troepfchengroesse, Relativgeschwindigkeit Troepfchen/Gas- und durch die Menge des im Unterschuss eingesetzten Sauerstoffs beeinflusst. Hierdurch laesst sich die Produktverteilung bei der partiellen Oxidation, insbesondere die Konzentration an Olefinen und Acetylen, in relativ weiten Grenzen steuern.

CLIENT II - SecMinTec - Secondary Mining - nachhaltige technische Lösungen zur Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen an chilenischen Standorten, TV 1: Charakterisierung und Rückgewinnung - Tailingskörper, Ablaufwässer und Schlacken

Das Projekt "CLIENT II - SecMinTec - Secondary Mining - nachhaltige technische Lösungen zur Rückgewinnung von wirtschaftsstrategischen Elementen und Wertmetallen an chilenischen Standorten, TV 1: Charakterisierung und Rückgewinnung - Tailingskörper, Ablaufwässer und Schlacken" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Bergbau und Spezialtiefbau.SecMinTec entwickelt nachhaltige technische Lösungen zur Rückgewinnung von Wertmetallen aus chilenischen Bergbaureststoffen und -abwässern. Die Schwerpunkte der TUBAF: Tailingskörperrückgewinnung mit Detailuntersuchung der Wertelementverteilung - Ausweisung zurückgewinnbarer Anreicherungszonen (= selektive Gewinnung). Zur selektiven Gewinnung wird die Separationssteuerung mittels Online-XRF beim Bandtransport konzipiert und getestet (mit Fa. Bachmann und TAKRAF). Auswahl/ Aktivierung und Testung geeigneter Ionenaustausch- bzw. reaktiven Materialien zu Rückhalt/ Wiedergewinnung aus Tailingsablaufwässern (mit NAN WISMUT). Konzeption zur Zerstäubung flüssiger Schlacken = Grundlage zur ganzheitliche Nutzung. Unterstützende Arbeiten zu kabelloser Messsensorik zur Langzeitüberwachung Zusammenführung der Hauptergebnisse des Gesamtprojekts und Außendarstellung. AP1) - Verständnis Wertelementverteilung - Stoß- und Bohrkernuntersuch. - (hRFA, mineral. Methoden, chem. Aufschlüsse) - Wassersättigungs- und Korngrößeneffekte bei Messungen CPT/XRF, hRFA-Versuche -Vergleich zu Feldrohdaten, Korrekturalgorithmen AP2) - Ableitung Einflussgrößen für Geräte- und Systementwicklung selekt. Rückgewinnung - Konzept/ Test Qualitätssteuerung Bandtransport mittels Online-XRF (Fa. Bachmann) an Bandversuchsstand - Unterstützung Feldtest Online-XRF-Messung AP3) - Vertiefung Kenntnisstand Wertelemente in Ablaufwässern - Labortests zu Rückhalt/Austausch mit kommerziellen Ionenaustauschern - Auswahl/ Aktivierung vor Ort verfügbarer Ionenaustausch/Sorptionsmaterialien - Batch- und Säulenversuchen - Konzept/ Testung zur Aufkonzentration von Rückspüllösungen AP4) - Geochem./ mineral. Charakterisierung relevanter Schlacken - Konzeption zur Zerstäubung flüssiger Schlacken AP5) - Unterstützung von IBEWA bei Feldarbeiten, gerade in Bezug auf chil. Industriepartner AP6) - Ausweisung Hauptergebnisse zur weiterführenden wirtschaftlich, wissenschaftlichen Verwertung.

PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Injektorentwicklung und Simulationsmethodik

Das Projekt "PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Injektorentwicklung und Simulationsmethodik" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Continental Automotive GmbH.Die gegenwärtige Problematik direkteinspritzender und turboaufgeladener Downsizing-Ottomotoren ist die Emission von Partikeln. Dies steht im Kontext mit der Einführung der neuen Abgasgesetzgebung EURO 6, die die Limitierung der Masse und Anzahl von Partikeln erstmalig bei Ottomotoren festlegt. Darüber hinaus ist eine Verschärfung der Emissionsgesetzgebung durch die Einführung der Erfassung der Fahrzeugemissionen im realen Fahrbetrieb vorgesehen. Dies erfordert weitere technologische Verbesserungen des Verbrennungsmotors. Die gleichzeitige Reduzierung von Emissionen und Kraftstoffverbrauch stellt einen Zielkonflikt dar. Eine Lösung des Zielkonfliktes infolge einer weiteren Optimierung der Abgasnachbehandlung ist nicht zielführend, da dadurch wiederum Verbrauchs- und Kostensteigerungen entstehen. Der Ansatz liegt im eigentlichen Verbrennungsprozess, in dessen Rahmen die Entstehung der Rohemissionen reduziert werden muss, um eine weitere Kostenerhöhung im Rahmen der Abgasreinigung zu vermeiden und das Emissionsniveau über die Fahrzeuglebensdauer weiterhin sicherzustellen sowie den Verbrauch zu reduzieren. In dem Zusammenhang stellt die Reduzierung der Partikelemission durch die Kombination eines effizienten BDE-Ottomotors und einer Einspritztechnologie, die eine Partikelminimierung bei hohen Motorlasten im realen Fahrbetrieb um 50% senkt, das Projektziel dar. Für die Entwicklung einer Einspritztechnologie, die eine Partikelreduzierung in diesem Umfang ermöglicht, ist eine physikalische Beschreibung des Übergangs von der Injektor-Innenströmung zum Kraftstoffspray erforderlich, da diese die anschließende Gemischbildung und Verbrennung maßgeblich beeinflusst und gegenwärtig eine Wissenslücke darstellt. Hierzu ist die Entwicklung eines messtechnischen Zugangs in Form einer mobilen Spraykammer vorgesehen, mittels dieser sowohl röntgentechnologische als auch optische Untersuchungen simultan und anwendungsnah durchgeführt werden können. Mittels entsprechender Messmethoden sollen die Tröpfchendichte und Austrittsgeschwindigkeit während des Einspritzvorganges analysiert werden. Anhand dieser Messergebnisse ist die Weiterentwicklung der Simulation zur Schließung der Lücke vorgesehen. Abschließend soll eine auf der Basis der Mess- und Simulationsergebnisse optimierte Auslegung der Düsen erfolgen und am Demonstrationsmotor bzw. -fahrzeug der Nachweis zur Reduktion unter realen Fahrbedingungen erbracht werden.

PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Mobile Spraykammer, Transparentdüsen und optische Untersuchungen

Das Projekt "PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Mobile Spraykammer, Transparentdüsen und optische Untersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT).Ziel des angestrebten Projektes ist es, die Partikelemissionen von direkteinspritzenden Ottomotoren zu senken und so einen umweltfreundlichen Antrieb zu schaffen durch Kombination eines effizienten Ottomotors (CO2-arm, niedrige Stickoxidemissionen) mit einer Einspritztechnologie, die die Partikelemissionen bei hohen Motorlasten (realer Fahrbetrieb) um 50% senkt. Erreicht werden muss eine schnelle und vollständige Durchmischung der Frischluft im Brennraum mit dem direkt eingespritzten Kraftstoff, wobei Wandaufträge von Kraftstoff minimiert werden müssen. Für eine Weiterentwicklung der Einspritztechnologie fehlt eine physikalische Beschreibung des Übergangs von der Injektor-Innenströmung zum Spray, das sich am Injektor-Austritt formt und die nachfolgende Gemischbildung und Verbrennung prägt. Geschaffen werden soll ein innovativer messtechnischer Zugang in Form einer mobilen Spraykammer, in der optische und röntgenografische Untersuchungen simultan unter anwendungsnahen Bedingungen durchgeführt werden können. Entscheidend ist dabei der Zugang zu leistungsstarken Röntgenstrahlungsquellen wie ANKA und ESRF unter Einsatz von ultraschneller Röntgenbildgebungstechnik, maßgeschneiderten Detektorsystemen und einem virtuellen Röntgenlabor, in dem Röntgensimulationen und Bildanalysealgorithmen so kombiniert werden, dass Tröpfchendichte und -geschwindigkeiten während der Kraftstoffeinspritzung analysiert werden können. Die daraus enthaltenen Messergebnisse sollen als Enabler für die technische Weiterentwicklung in einer Simulation zusammengefasst und die angestrebte Reduktion der Emissionen an einem Demonstrationsmotor und in einem Demonstrationsfahrzeug nachgewiesen werden. Der LTT übernimmt die Erstellung der mobilen Versuchskammer und die optischen Untersuchungen sowohl an den Transparentdüsen (Glasdüsen, in Realgröße und komplexen Geometrien) wie an Mehrlochinjektoren -- untersucht werden Düseninnenströmung, düsennahe Spraystrukturen und entwickelte Sprays. Das Projekt erfolgt im Rahmen des Verbundprojektes 'PN-Reduktion' in Zusammenarbeit mit dem Karlsruher Institut für Technologie und der Continental Automotive AG.

PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Röntgentechnologie

Das Projekt "PN-Reduktion - Reduktion der Partikelemission von direkteinspritzenden Ottomotoren, Teilvorhaben: Röntgentechnologie" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fakultät für Physik, Laboratorium für Applikationen der Synchrotronstrahlung (LAS).

H2020-EU.3.3. - Societal Challenges - Secure, clean and efficient energy - (H2020-EU.3.3. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Sichere, saubere und effiziente Energieversorgung), Renewable residential heating with fast pyrolysis bio-oil (Residue2Heat)

Das Projekt "H2020-EU.3.3. - Societal Challenges - Secure, clean and efficient energy - (H2020-EU.3.3. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Sichere, saubere und effiziente Energieversorgung), Renewable residential heating with fast pyrolysis bio-oil (Residue2Heat)" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Fachgruppe Metallurgie und Werkstofftechnik, Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik im Hüttenwesen, Lehrstuhl für Hochtemperaturtechnik.The overall objective of Residue2Heat is to enable the utilization of sustainable, ash rich biomass and residues in residential heating applications (20-200 kWth) to provide sustainable heat at a competitive price. In this concept, various 2nd generation agricultural, and forestry residue streams are converted into a liquid energy carrier near the biomass origin at an economic viable scale of 15-30 MWth using the fast pyrolysis process. Subsequently, the fast pyrolysis bio-oil (FPBO) is distributed to a large number of residential end-users. The FPBO should fulfill at least the draft CEN-specification for replacement of domestic heating oil and comply with REACH regulation. Additional quality control aspects for this application include the removal of extractives and solids from the FPBO. Ash is recovered from the fast pyrolysis process as a separate stream, and recycling and/or re-use will be evaluated in detail. Existing high efficient, condensing boilers are used as starting point in the project, as well as a proven, low emission blue-flame type burner. Within Residue2Heat technical development work is performed on the modification of such systems to enable FPBO as fuel. The emission control and energy efficiency of the heating systems are optimized by dedicated modeling of FPBO atomization and combustion kinetics, supported by single droplet combustion tests and spray characterization. This route benefits from the flexible nature of the fast pyrolysis process, allowing the use of various lignocellulosic biomass streams, but also by using modified residential heating systems for which manufacturing capabilities, market development and product distribution are already in place. Dedicated tasks are included to assess the environmental and social impacts, risks analysis and public acceptance. Additionally, business and market assessment activities are performed including specific issues on health and safety relevant to FPBO-fuelled residential boilers.

NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte, NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte

Das Projekt "NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte, NANOaers: Verbleib von aerosolgetragenen Nanopartikeln - der Einfluss von oberflächenaktiven Substanzen auf Lungendeposition und respiratorische Effekte" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Dresden, Institut für Verfahrens- und Umwelttechnik, Arbeitsgruppe für Mechanische Verfahrenstechnik.Der wichtigste Pfad für die Aufnahme synthetischer Nanomaterialen ist die Ablagerung in den Atemwegen. Die freigesetzten luftgetragenen Nanopartikel liegen dabei nur in den seltensten Fällen als reine Stoffe vor, vielmehr entsteht ein komplexes Stoffgemisch aus festen und flüssigen Partikeln sowie flüchtigen Stoffen in der Gasphase. Ziel des Gesamtvorhabens ist es, das Wissen um diese Matrixeffekte von Gas- und Dampfphase bei der Beurteilung der Wirkung synthetischer Nanomaterialien auf die menschliche Gesundheit zu erweitern. Das Teilvorhaben der TU Dresden charakterisiert experimentell die Ausbreitung und Veränderung von Sprayaerosolen während der Wechselwirkung mit oberflächenaktiven Substanzen. Unter definierten Bedingungen werden dazu Lungenzellen gegenüber Partikeln aus Sprayaerosolen exponiert und deren Wirkung auf die Lungenzellen durch die Projektpartner quantifiziert. Zur Charakterisierung von Sprayprozessen und deren Einfluss auf Lungenzellen wird ein Versuchsstand gebaut, mit dem praxisrelevante Sprayprozesse unter definierten Bedingungen ausgeführt werden können. Zentraler Bestandteil ist eine Expositionskammer, in der der Sprayprozess unter definierten Strömungsverhältnissen und bei bekanntem Hintergrundaerosol reproduzierbarer durchgeführt wird. Die anschließende Alterung des Aerosols wird durch Messung der Tropfengrößenverteilung und der Anzahlkonzentration im Zeitverlauf quantifiziert. Die bei der Trocknung der Tropfen durch nichtflüchtige Bestandteile entstehenden Residuen werden ebenfalls mit entsprechender Messtechnik charakterisiert. Die Expositionskammer ermöglicht weiterhin die definierte Beprobung von Lungenzellen auf entsprechenden Probenträgern. Eine direkt an die Probenträger gekoppelte Probenahme erfasst dabei die anliegende Partikelkonzentration und sichert die Vergleichbarkeit der Partikelimmission auf die verschiedenen Proben ab.

EnOB: Follow-e2: Energiesparende funktionelle Beschichtungen von Polymermaterialien für die Folienarchitektur, Teilvorhaben: Funktionale Low-E Beschichtung von Polymerfolien und Stabilitätsuntersuchungen

Das Projekt "EnOB: Follow-e2: Energiesparende funktionelle Beschichtungen von Polymermaterialien für die Folienarchitektur, Teilvorhaben: Funktionale Low-E Beschichtung von Polymerfolien und Stabilitätsuntersuchungen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.Gegenstand des Vorhabens ist die Veredelung von transparenten Polymerfolien für den Einsatz im Architekturbereich mittels Vakuumbeschichtungsverfahren und Lackierung. Dadurch sollen Energieeffizienz, Sonnenschutz und thermischer Komfort von folienbasierten Bauwerken verbessert werden. Dieses Vorhaben basiert auf den Ergebnissen Vorhabens follow-e. Der Fokus des Projekts follow-e2 liegt auf der Untersuchung der Weiterverarbeitung der beschichteten Folie zum Kissen und weiter bis zum letztlichen Einbau auf der Baustelle, der Weiterentwicklung der Schichtsysteme hinsichtlich dieser Anforderungen und der Darstellung eines Reparatursystems. Des Weiteren soll ein Produktportfolio für verschiedene Gebäudetypen, Nutzungsszenarien und Klimazonen erstellt werden. Das Fraunhofer ISE wird maßgeblich an der Weiterentwicklung der funktionalen Sputterschichten bzgl. ihrer Stabilität während des Verarbeitungsprozesses, des Einbaus auf der Baustelle und des Betriebs im Folienkissen arbeiten. Daneben untersucht das ISE die Optimierungen der Schutzlackschicht und des Reparatursystems in abgeleiteten Belastungstests. Schließlich werden die Schichtmaterialien und Schichtdicken optimiert, um ein Produktportfolio darzustellen.

R2R, Teilvorhaben: Vakuumdünnschichttechnologien für die Rolle-zu-Rolle-Fertigung elektrochemischer Energiespeicher auf flexiblen Träge

Das Projekt "R2R, Teilvorhaben: Vakuumdünnschichttechnologien für die Rolle-zu-Rolle-Fertigung elektrochemischer Energiespeicher auf flexiblen Träge" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik.Das Projekt ordnet sich ein in ein Verbundprojekt zur Entwicklung von Post-Lithium-Energiespeichersystemen auf Basis multivalenter Ionen und maßgeschneiderter Lösungen für deren potentielle großtechnische Produktion. Ein Teilziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung von Feststoffelektrolyten für Festkörperbatterien auf Aluminium-Basis. Diesem Ziel des Verbundprojektes folgend, ist das Ziel des Teilprojektes die Entwicklung einer Vakuum-Dünnschichttechnologie zur Abscheidung des Feststoffelektrolyten auf einem flexiblen Träger. Als Träger für den Feststoffelektrolyten dienen entweder eine Aluminiumfolie (die Anode der Batterie) oder mit dem Kathodenmaterial beschichtete Metallfolien, Kunststofffolien oder auch Vliese. Die Verwendung eines Festkörperelektrolyten in einem entsprechenden Akkumulator soll die Lebensdauer der Batterie auf mehrere Tausend Lade- und Entladezyklen steigern und vor allem deren sicheren und nachhaltigen Betrieb gewährleisten. Die Entwicklung der Technologie zur Abscheidung des Feststoffelektrolyten ist eng mit der materialwissenschaftlichen Entwicklung des Feststoffelektrolyten verknüpft. Die entwickelten Beschichtungsverfahren sollen eine kostengünstige Abscheidung des Feststoffelektrolyten auf flexible Träger in Rolle-zu-Rolle-Verfahren ermöglichen. Im ersten Schritt wird ein Verfahren zur Abscheidung von aluminiumbasierten Feststoffelektrolyten entwickelt. Es werden die Beschichtungsverfahren Magnetron-Sputtern, Elektronenstrahlverdampfung und thermische Verdampfung untersucht. Hinzu kommen Verfahren zur in-line-fähigen Nachbehandlung. Die Abscheideverfahren werden mit Blick auf Schichtreinheit, Haftung auf den flexiblen Trägern, Ionenleitfähigkeit der Schicht, Defektarmut und Produktivität untersucht. Im nächsten Schritt werden die Beschichtungsverfahren auf den Rolle-zu-Rolle-Modus übertragen. Für die Projektpartner werden Labormuster mit gezielt variierten Eigenschaften für die Entwicklungsarbeit bereitgestellt.

EnOB: Follow-e2: Energiesparende funktionelle Beschichtungen von Polymermaterialien für die Folienarchitektur, Teilvorhaben: Erarbeitung der funktionellen Sputterschichten und Upscaling auf größere Flächen

Das Projekt "EnOB: Follow-e2: Energiesparende funktionelle Beschichtungen von Polymermaterialien für die Folienarchitektur, Teilvorhaben: Erarbeitung der funktionellen Sputterschichten und Upscaling auf größere Flächen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: ROWO Coating Gesellschaft für Beschichtung mbH.Gegenstand des Vorhabens ist die Veredelung von transparenten Polymerfolien für den Einsatz im Architekturbereich mittels Vakuumbeschichtungsverfahren und Lackierung. Dadurch sollen Energieeffizienz, Sonnenschutz und thermischer Komfort von folienbasierten Bauwerken verbessert werden. Dieses Vorhaben basiert auf den Ergebnissen des bis zum 30.9.2016 laufenden Vorhabens Follow-e und soll im Anschluss daran erfolgen. Der Fokus des Projekts liegt auf der Untersuchung der Weiterverarbeitung der beschichteten Folie zum Kissen und weiter bis zum letztlichen Einbau auf der Baustelle, der Weiterentwicklung der Schichtsysteme hinsichtlich dieser Anforderungen und der Darstellung eines Reparatursystems. Des Weiteren soll ein Produktportfolio für verschiedene Gebäudetypen, Nutzungsszenarien und Klimazonen erstellt werden. Im Teilvorhaben werden die beschichteten ETFE-Folien entlang der ganzen Weiterverarbeitungskette untersucht und applikationsrelevante neue Anforderungsprofile für die Schichten erstellt, sowie dazu im Rollcoater neue Sputterbeschichtungen erarbeitet, selektierte Schichtstapel aufskaliert und optimiert.

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