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石墨烯材料可以用来做什么？石墨烯采暖价格特点解析
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天气逐渐转冷，你家用什么来取暖呢？近期应该有朋友会发现，部分商家今年主打石墨烯制暖设备，让人耳目一新，那么什么是石墨烯材料？石墨烯材料主要可以用来做什么？下面和合肥装修公司小编一起来了解吧！
石墨烯是什么材料?石墨烯材料主要可以用来做什么?今天合肥装修公司小编为大家来普及一下石墨烯材料的相关知识，希望为有需要的朋友做个参考。
据了解，石墨烯电热涂料的研发成功，标志着我国非严寒地区的冬季采暖制热将出现新的发展，沿长江以南地区的冬季取暖，一直困扰广大民众与政府，由于该类地区没有集中供热，多年来一直使用家用空调进行冬季取暖或铺装电热地板，广大沿江地区的住房基本没有标装的取暖设备。采用全新石墨烯技术制成的低成本电热涂料将根本改变上述的现状，采用电热涂料的住宅，冬季的室内温度将温暖如春同时没有空调取暖的那种燥热与上热下冷的不舒适问题。整体取暖效果比传统的集中供热效果更加好，由于石墨烯的杰出电特性，石墨烯电热涂料非常节能，他的使用成本只有普通电热采暖设备的1/3左右，广大民众完全消费的起。
尤其在雾霾笼罩大半个中国的当前，使用最清洁的能源-电力来进行取暖，将是抵抗雾霾的最佳方法。
超级导电材料石墨烯制成的电热涂料在室温下通过化学反应能固化成具有半导体特性的膜，在膜的两端，制备上电极;通电发热，其表面温度能达到160℃。一般房间涂上2㎡，温度就能达到20℃。每平方米原料费需10元左右，耗电量是一般镍铬电热丝发热体所制电暖器的1/3。
石墨烯材料简介
(一)特点与用途
石墨烯复合材料多功能电热涂料无毒无害，安全持久，性能优良，与电暖器相比，具有使用寿命长、省电、方便、安全可靠等优点，同时可制成电热壁画、电热暖气片、电热板、电热毯、电热理疗带、温床等，也可应用于养殖、孵化、食用菌培养等行业。
在室温下通过化学反应能固化成具有半导性的膜，在膜的两端，制备上电极;通电发热，其表面温度能达到160℃。一般房间涂上2㎡，温度就能达到20℃。每平方米原料费需10元左右，耗电量是一般镍铬电热丝发热体所制电暖器的1/3。
(二)应用领域：住宅及工商业冬季取暖、地热板、电取暖器、按摩床、桑拿房、保健理疗腰带、现代国防、精密电子仪器仪表、地热采暖、保温恒温箱、除湿箱等。
技术参数：适用电压：AC/DC 3～380V。
表面温度：≤120°C
功　　率：0.01w/C㎡—0.4w/C㎡
耐　　压：≥3750V
厚　　度：0.3mm-1mm
规　　格：980mm×1980mm范围内可任选择
防水等级：IP6级以上
阻燃等级：UL94V0级
使用寿命：30000小时以上
石墨烯材料功能特性：
1、电热转换效率达到98%以上，节能省电发热快，通电即热，5分钟达到设计温度。
2、温度均匀，面状发热，不起泡，不起层;
3、防水等级6级，经特殊设计可浸泡于水中使用。
4、超薄柔软，可以卷成圆形或半圆使用。
5、采用天然材料制造，环保健康。
6、发射超强远红外波，保健理疗功效显著。
7、使用寿命长达30000小时。
石墨烯材料使用方法与应用
1. 使用方法 使用时，用刷子将涂料均匀涂刷在物体表面，厚度为0.05至1毫米，在涂层两端接上电极通电即可。涂层温度与电压高低.
涂抹的厚度成正比，和电极距离成反比。
2. 应用领域
由于电热涂料具有生产工艺简单，成本低，易施工，热效率高等优点，它使电热元件的制备工艺和结构大为简化，是电加热领域的一项重大突破，不但能在许多方面取代传统电阻加热方法，而且还可以开发一系列新的电加热应用领域。
石墨烯材料主要可以用来做什么
装饰装潢业：该涂料可以涂覆在装饰板.宝丽板.胶合板及水泥墙面上，涂层可任意制作，温度可控制而且能有效解决安全绝缘问题，因此可以生产出一系列电热装饰装潢品，如电热地面砖.地毯.
装饰板.壁画.水泥墙面，可于仿瓷涂料.喷塑等装饰工艺相统一。现以电热水泥墙面为例，在14平方米的房间，要使室温上升10℃，只需功率约900~1000瓦，墙面单位面积功率可大可小，每平方米一般为300~800瓦，14平方米的房间只需涂刷1~3平方米即可，综合成本不超过30元。因其几乎不需要增加太多的新成本，而又能提高装饰装潢的实用效果，能逐步取代传统的电热取暖设备。
家具.办公用品的应用：由于涂料在木材上有极好附着性，且涂层极薄，温度可控制在40~80℃之间，因而可在家具及办公用品领域上应用，可制成电热写字板.课桌.办公桌等，解决了冬天在桌面看书写字太冷的问题。也可制成电热餐桌.茶几，还可直接制成电热家具.衣柜,起到防潮和防虫的作用。
家庭厨房用品应用：由于电热涂料可取代电热黑膜在无机材料上发出较高温度，只要保证电热涂层的一致性.均匀性，将电热涂料涂制在耐温玻璃.陶瓷.沙锅.壶等上，可比应用电热黑膜技术大大降低成本，此外，还可做成家庭用小型的电热取暖器.床垫.保健用品等。
其它领域上的应用：在工业上可制作成许多用途的片式.板式.管式的电热元件。可制成低压电热器具.医疗器柜上的消毒器具.低温烘箱，以及化工.输油管.汽车水箱防冻等电热装置。在农业方面，还可用于生物育种.养鸡.孵化电热保温室，比传统的升温.保温方法大大降低投资成本，且便于施工。
可衍生开发出多种电制热产品如：取暖用的电热画、电热玻璃台板、鼠标垫、地板，洗澡用的电热水器、烧开水用的电水壶、保暖用的电热鞋、塑料大棚保温和地板取暖的电热地膜…
石墨烯材料市场现状
地暖、暖画、电暖屏风、暖脚宝、电热服装、毛巾架……据合肥装修公司小编了解，探访建材市场发现，部分商家今年主打石墨烯制暖设备，其中电热服装等可穿戴设备科技含量十足，让人耳目一新。
由于没有集中供暖，不少市民在装修新房中，安装供暖设备已成为“标配”。开发商集中安装地暖、小型壁挂炉以及采用分户式中央空调的楼盘越来越多。
而对于已经装修入住的家庭来说，石墨烯制暖设备有望解决令人头疼的冬季取暖问题。江南石墨烯研究院实验室主任彭鹏博士告诉业内人士，相较于传统的发热丝电暖和水循环地暖，石墨烯地暖系统的发热面积更大，发热面温度更均匀，电热幅射转换效率高达87%，是一般材料的20%。据测算，100平方米的房屋，24小时不间断使用，每个月耗电费在500元至600元左右，比其他取暖方式至少节省三分之一。
智能电暖画方面，可使用手机远程操控，回家前提前10分钟远程开机，到家时室温便能达到舒适的温度。业内人士表示，这样的一块电暖画市场价约2000元，一般家庭用三至四块便可实现全覆盖。
石墨烯电采暖价格
在性能上取得优势的同时，石墨烯取暖技术的产品在购买价格上已经比传统地暖的价格更低，如果计算能耗和维护成本，全寿命使用成本更是远远的低于地暖。据了解，山东同创乐福节能科技有限公司所推出的几款产品中，以石墨烯远红外电采暖为例，大致价格在供暖面积每平方298元(含安装)。
石墨烯电采暖特点
1、高效节能，热稳定性好。由于地面蓄热量大，即使在石墨烯电采暖地暖24全开小时的条件下，室内温度变化也十分缓慢，热稳定性好;另外，石墨烯电采暖是直接通过热媒低温输送，整个输送过程热损失小，80%以上的热能都散布在人体活动的空间，相对而言，比传统空调节能25%左右，比传统散热器节能30%以上。
2、节约空间美化居室。石墨烯电采暖地暖不仅散热均匀、舒适健康，对居室面积的合理利用也能做出很大贡献。由于石墨烯电采暖是隐藏铺在地下的，被地板或者磁砖遮住了，有利于屋内装修和家具布置，增加2%至3%的室内使用面积;而传统暖气片或者空调，一般都悬挂在墙壁，会占用室内的空间，也会破坏墙面的美观。
3、使用成本低，寿命长。石墨烯电采暖的热源设备是燃气壁挂炉，它可充分利用低温热水资源，降低运行费用，较其它供暖设备节能约20%;由于地暖隐藏安装在地下，稳定性好、不腐蚀，免除挖开地面维修的烦恼。如正常使用无人为破坏，地暖系统使用寿命长达50年以上。
4、安全。石墨烯电采暖不用燃气，不会产生任何废气，更不会出现“煤气中毒”;不用电加热棒加热，不会有漏电危险，呵护家人健康安全。
以上就是合肥装修公司小编为大家分享的有关石墨烯材料的知识，你是否有了解了呢?欢迎关注合肥装一网了解更多装修知识!
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石墨烯的制备方法及应用
　　CVD&法可满足规模化制备高质量、大面积的要求，但现阶段较高的成本、复杂的工艺以及精确的控制加工条件制约了CVD&法制备的发展，因此该法仍有待进一步研究[23]。本文引用地址：　　3.3.2&晶体外延生长法(SiC&高温退火)[24]　　通过加热单晶6H-SiC&脱除Si，从而得到在SiC表面外延的.&将表面经过氧化或H2刻蚀后的SiC&在高真空下通过电子轰击加热到1000℃以除掉表面的氧化物，升温至&℃，恒温1~20min，可得到厚度由温度控制的石墨烯薄片。这种方法得到的石墨烯有两种，均受SiC&衬底的影响很大:&一种是生长在Si&层上的石墨烯，由于和Si&层接触，这种石墨烯的导电性受到较大影响，一种生长在C&层上的石墨烯则有着极为优良的导电能力。这种方法条件苛刻(高温、高真空)、且制造的石墨烯不易以从衬底上分离出来，难以能成为大量制造石墨烯的方法。　　3.3.3&氧化还原法(含氧化修饰还原法)　　这是目前最常用的制备石墨烯的方法，国内外科学家已经对这方面做了大量的研究[25]。石墨本身是一种憎水性物质，与其相比，GO&表面和边缘拥有大量的羟基、羧基、环氧等基团，是一种亲水性物质，正是由于这些官能团使GO&容易与其它试剂发生反应，得到改性的氧化石墨烯;同时GO&层间距(0.7~1.2nm)[26]也较原始石墨的层间距(0.335nm)大，有利于其它物质分子的插层。　　制备GO&的办法一般有3&种:&Standenmaier&法[27]、Brodie&法[28]、Hummers&法[29]。制备的基本原理均为先用强质子酸处理石墨，形成石墨层间化合物，然后加入强氧化剂对其进行氧化。因这些方法中均使用了对化工设备有强腐蚀性、强氧化性的物质，故现今有不少GO的改进合成方法[30]。GO&的结构比较复杂，目前还没有公认的结构式，比较常用的一种如图5所示[53](关于GO&化学结构的讨论可参阅[31])。　　GO&还原的方法包括化学液相还原[32]、热还原[33]、等离子体法还原[34]、氢电弧放电剥离[35]、超临界水还原[36]、光照还原[37]、溶剂热还原[38]、微波还原[39]等，其中又以化学液相还原研究的最多，常见的还原剂有水合肼、H2、二甲肼、对苯二酚、NaBH4、强碱、MeReO3/PPh3、纯肼、Al&粉、维生素C、乙二胺、Na/CH3OH，Ruoff&与Loh&等对此作了很好的综述[40]。　　结构完整的二维石墨烯晶体表面呈惰性状态，化学稳定性高，与其它介质的相互作用较弱，并且石墨烯片之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其难溶于水及常用的有机溶剂，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了很多困难。为了充分发挥其优良性质、改善其可成型加工性(如提高溶解性、在基体中的分散性等)，必须对石墨烯表面进行有效的修饰，通过引入特定的官能团，还可以赋予石墨烯新的性质，进一步拓展其应用领域。修饰是实现石墨烯分散、溶解和成型加工的最重要手段[41]。目前人们常采用先对GO&进行修饰然后再进行还原(即氧化-修饰-还原)。其中，石墨烯的修饰主要有共价键修饰和非共价键修饰[42]。　　&&
&　　图5&石墨烯氧化物的结构式　　3.3.4&其它方法　　除上述常用的几种制备石墨烯路线外，国内外仍不断探索石墨烯新的制备途径.&Chakraborty&等在成熟的石墨钾金属复合物基础上制备了聚乙二醇修饰的石墨纳米片，在有机溶剂及水中均溶解性较好.&Wang&等[43]利用Fe2+在聚丙烯酸阳离子交换树脂中的配位掺碳作用，发展了一种新型的、大规模制备石墨烯的方法:&原位自生模板法(in&situself-generating&template)，该法具有产率高、产品晶型好的特点，制备的石墨烯能作为甲醇燃料电池Pt催化剂的优良载体。最近，复旦大学Feng&首先采用Li&方法[44]制备石墨烯溶液后，然后通过高真空(P≈20Pa)低温冷冻干燥制备了高度疏松的粉体石墨烯，该粉状物只需经简单的超声就能在DMF&等有机溶剂中重新形成稳定的胶体分散体系[45]，该法提供了快速简便地大规模制备固态单层石墨烯的途径，克服了传统方法只能制备分散、稳定石墨烯溶液的缺点，为石墨烯商业化应用打下了良好基础。　　4&石墨烯的应用　　石墨烯有太多优越性，应用面很广，太阳能电池、传感器方面、纳米电子学、高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器及能量存储等领域具有广泛的应用。(1)可做“太空电梯”缆线;(2)代替硅用于电子产品;(3)用于光子传感器;(4)用于纳电子器件;(5)用于太阳能电池;(6)石墨烯在增强复合材料方面超越了碳纳米管。美国伦斯勒理工学院的研究者发表的3项新研究成果表明，石墨烯可用于制造风力涡轮机和飞机机翼的增强复合材料。此外，石墨烯可用作吸附剂、催化剂载体、热传输媒体，在生物技术方面也可得到应用……，如此之应用，在此不再一一列举，下面重点介绍石墨烯在半导体光电器件中的应用。　　4.1&石墨烯基发光二极管　　发光二极管是半导体器件中的重要成员，它们在照明、显示、通信等领域发挥着重要作用。目前，GaN在这一领域占据着主导地位。然而，GaN材料的生长通常需要在与之晶格匹配的蓝宝石衬底上在1000&℃以上的高温下生长，而进一步发展柔性器件尚需通过复杂的工艺将GaN从外延衬底上剥离。这些不足大大限制了GaN器件的发展。而石墨烯这种可从层状结构中简单剥离的材料则为解决这一问题提供了很大的方便。韩国首尔国立大学的研究人员[46]在多层石墨烯上密排的ZnO纳米棒为过渡层生长了质量的GaN外延薄膜，制备获得了发光二管，并进一步实现了将这些功能器件向玻璃、金属、塑料等不同衬底的转移，如图6所示。这种器件既展示了GaN半导体的发光特性，同时利用了石墨烯的电学与机械特性，为后续电子学与光电学器件的集成设计提供了灵活的思路。　　&&
&　　图6　(a)石墨烯衬底上薄膜LED制备与转移示意图，(b)LED在原衬底和转移到玻璃、金属和塑料衬底上的发光照片　　基于石墨烯透明、导电的特性，北京大学的研究人员[47]将其应用于有机电致发光器件，制备了如图7所示的多层结构的发光二极管，获得了较高的发光效应。这一研究结果表明，石墨烯可作为良好的有机发光的阳极材料，器件的性能可望通过优化石墨烯的导电性、透光性等进一步提升。利用类似的特性，斯坦福大学、南开大学合作[48]用溶液方法将石墨烯制作成有机发光器件的电极，获得Alq3的发光。此外，国外一些研究组[49]还制备了电化学发光器件，可望发展为低驱动电压、低成本、高效率的LED。　　&&
&　　图7　以石墨烯为阳极的有机发光二极管　　(a)结构示意图，(b)电致发光光谱　　4.2&石墨烯基太阳能电池　　石墨烯在能量转换方面的应用是目前石墨烯研究中最活跃的方向之一。基于石墨烯与无机半导体、纳米线、有机小分子染料与聚合物等复合材料，在不同的器件结构中均展现了较好的光电转换特性[50]。现列举几个代表性的材料组合与器件结构，阐述如下：石墨烯作为一个二维结构的薄膜电极具有不少优点：导电特性与光学特性可通过层数变化、掺杂等进行调控，非常平整的表面有利于功能层的组装。作为一个有益的尝试，清华大学的研究人员，以石墨烯作阳极，在n-Si上了制备肖特基结太阳能电池，如图8所示。从图8的I-V曲线可看出，石墨烯-硅异质结构具有很好的整流特性，计算可得整流比在104～106。系统的研究表明，这种太阳能电池的开路电压为0.42～0.48V，短路电流为4～6.5mA，填充因子为45%～56%，功率效率为1.0%～1.7%。　　&&
&　　图8　石墨烯-硅太阳能电池结构示、器件照片及光电流-电压曲线.　　4.3&石墨烯基纳米发电机　　近年来，王中林教授研究组基于纳米结构ZnO的压电效应实现了纳米发电机，且它的性能不断得到提高[51]。人们可望借助于许多自然的运动(如微风吹拂、身体摆动)等实现对若干功能器件驱动。对于这样的应用需求，软性器件的设计与制备就成了人们关注的热点，而石墨烯的光电及机械特性则可很好地满足这些要求。韩国的研究人员在这方面报道了一些很有代表性的工作。　　他们采用化学气相沉积技术制备了大面积的石墨烯，并通过掺杂等方法实现了电学特性(如功函数、电阻率等)的调控[52]。在此基础上，他们进一步将石墨烯用于纳米发电机的制备，基本过程如图9所示。首先在镀Ni的硅片衬底上采用CVD技术生长了面积达5.08cm(2in)的石墨烯，再将其剥离并转移到性的聚合物衬底上，形成一个电极，然后在石墨烯电极上用水热法生长定向排列的ZnO阵列，再覆盖一层石墨烯形成另一电极。这就构成了一个可完全卷曲的纳米发电机的原型器件。图10给出了这个纳米发电机输出电流的极性，并比较了卷曲前后的电流输出情况，可以看出这种可软性的纳米发电机在卷曲后仍具有很好的电流输出。　　&&
&　　图9可完全卷曲的纳米发电机制备过程示意图.(a)镀Ni硅片上生长石墨烯;(b)石墨烯转移至柔性聚合物衬底;(c)生长ZnO纳米棒阵列;(d)与另　　一层石墨烯集成　　&&
&　　图10　可完全卷曲的纳米发电机的输出特性.　　(a)发电机的输出极性与电流大小;(b)卷曲与非卷曲时的输出电流　　5&结论　　在短短的几年间，石墨烯以其具有的优异性能及各种潜在的应用前景，得到快速发掘和开发.&与此同时，人们需要大量高质量、结构完整的石墨烯材料.&这就要求提高或进一步完善现有制备工艺的水平，探索新的制备路径.&微机械法显然不能满足未来工业化的要求，直接剥离法能制备高质量的石墨烯，但产率太低、耗时太长;&化学气相沉积法可以制备出大面积且性能优异的石墨烯薄膜材料，但现有的工艺不成熟以及成本较高都限制了其大规模应用，因此还需进一步探索、完善.&氧化还原法虽然能够以相对较低的成本制备出大量的石墨烯，但即使被强还原剂还原后，石墨烯的原始结构也并不能完全恢复(特别是经过共价修饰后的石墨烯)，而使其电子结构及晶体的完整性均受到严重的破坏，一定程度上限制了其在某些领域(如精密的微电子领域)中的应用.&因此，如何大量、低成本制备出高质量的石墨烯材料仍是未来研究的一个重点.&此外，由于表面修饰能改善或丰富石墨烯的各种性能，也应该关注如何更好的修饰，特别是非共价修饰，进一步提高石墨烯各方面性能，促进其器件化、工业化、商品化的进程。&&&&&&&
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我来说两句……
微信公众号二
微信公众号一白熊科技：专注石墨烯采暖 抓住取暖消费升级主升浪
诺奖得主安德烈o海姆与熊爸爸创始人向联合在青岛交流
在目前发现的新型纳米材料中，石墨烯最薄、强度最大、导电导热性能最强，被誉为“新材料之王”。
自2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈o盖姆和康斯坦丁o诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨以来，这一具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景的革命性材料成为市场聚焦的焦点。
如何实现石墨烯产业化成为资本市场关注的焦点，而在环保约束加强的背景下，具有环保属性的石墨烯相关产品市场空间大。
石墨烯电地暖用于家居取暖舒适环保
日前，国内领先的石墨烯采暖企业杭州白熊科技有限公司创始人向联合就表示，中国石墨烯产业化正在以超越预期的速度发展，而在清洁供暖的政策指向和消费升级的市场趋势下，国内采暖行业有望借助石墨烯技术的研发和创新，迎来广阔的发展机遇。
精准定位 专攻石墨烯采暖方向
由于石墨烯具备导电导热快、稳定性好等特性，石墨烯在家庭电采暖领域的应用受到广泛关注。向联合表示，随着石墨烯产业化的加速发展，在国家环保政策和市场升级需求的双向作用力下，石墨烯产品将向品质化和普及化方向发展。未来，以石墨烯采暖市场广阔。
对于石墨烯采暖的优势，向联合表示节能环保、绿色健康与安全稳定是其核心竞争力。2014年，向联合赴欧洲和日本考察先进的发热技术和材料；2015年，向联合组建了一支以中国科学院和浙江大学为核心的石墨烯专家科研团队，开始研发石墨烯发热芯片。
经过3年多的探索，在南方推出了全屋采暖方案，让更多孩子可以坐在温暖的教室内上课作业；在北方推出了“煤改电”清洁供暖专用产品，取代了北方地区成千上万家庭传统的燃煤取暖方式，部分缓解了北方取暖季的污染问题。
作为一个公务员出身的创业者，向联合笑称在安徽宣州民政局、组织部等部门十多年的工作经历为他创业积累了经验的财富和品质的磨练，在经历过三次连续创业成功之后，本次创办白熊科技是倾其所有的又一次新征程。
谈及未来 抓住取暖消费升级的主升浪
取暖行业的消费升级
“近年来，随着中国经济的发展，中产阶级不断增多，目前已有近2亿人口，而这部分人恰好是消费升级的主力军。在传统取暖方式不能满足他们需求的情况下，整体取暖市场的形势就亟待一次消费升级。所以某种程度上来说，在未来5年内将是电取暖消费升级的时机。”向联合这样形容现在的市场机遇。
向联合举例道，相对于国内传统的燃煤取暖，目前国外取暖大致可分为四种方式，一是传统的电暖气，二是日韩兴起的用碳纤维发热膜来取暖的方式，第三类是空调取暖，而第四类的石墨烯发热则是近几年兴起的科技比较先进的取暖方式。
其中，10年前韩国推出的碳纤维取暖，当时市场的反馈是，碳纤维取暖表面温差大，此时它就会产生正负衰减，温度突然很高或很低，继而导致发热效果的衰减，3-5年后基本就没什么效果了。但现在随着技术的成熟，只要保证原材料采购渠道，使用10年应该也没问题。
和传统的集中供暖方式不同，熊爸爸系列地暖允许分房建设、定向供暖。舍弃了传统地板蓄热慢、水暖层占用层高的缺点，石墨烯发热地板为面状发热、电热转换率高。“传统的地暖蓄热很慢，达到理想温度要通电后40分钟，熊爸爸只要15分钟就可以了。”向联合如是表示。
熊爸爸杭州直营中心
谈及未来，向联合表示白熊科技2018年将开设300家服务体验店，预计2020年完成1000家。
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