Smart Biosensor Technology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Knopf, George K.

出品人:

页数:664

译者:

出版时间:2006-12

价格:$ 214.64

装帧:HRD

isbn号码:9780849337598

丛书系列:

图书标签:

• Biosensors
• Smart Sensors
• Biotechnology
• Nanotechnology
• Microfluidics
• Wearable Sensors
• Healthcare
• Diagnostics
• Environmental Monitoring
• Point-of-Care Testing

深入探索纳米材料在环境监测中的前沿应用 图书名称： 纳米材料驱动的环境智能感知：从基础理论到工程实践 作者： 张文华，李明德 出版社： 科技前沿出版社 出版年份： 2024年 ISBN： 978-7-123456-78-9 --- 图书内容简介 本书系统性地梳理了近年来在纳米材料科学与环境工程领域取得的重大突破，聚焦于如何利用先进的纳米结构和功能化材料来构建高灵敏度、高选择性的环境监测系统。全书以“感知、识别、响应”的逻辑链条为主线，深入探讨了从材料设计原理到实际工程应用的完整技术栈。 第一部分：纳米材料的结构、性质与环境传感机制 本部分奠定了全书的理论基础，详细阐述了各类核心纳米材料的物理化学特性及其在环境介质中独特的量子尺寸效应和表面效应。 第一章：功能化纳米材料的晶格设计与表面化学 本章首先回顾了碳基纳米材料（如石墨烯、碳纳米管及其衍生物）在环境应用中的结构优势。重点剖析了二维材料的层间距调控如何影响吸附容量和电子迁移率。接着，深入讨论了金属氧化物纳米颗粒（如TiO2、ZnO、Fe3O4）的晶面控制技术，特别是活性晶面的暴露如何显著增强其光催化降解能力和电化学活性。此外，章节还详尽介绍了贵金属纳米簇（Au, Pt）和量子点（CdSe, Perovskite QDs）的表面配体工程，阐明了如何通过表面修饰实现水溶性、生物相容性以及特定污染物（如重金属离子、持久性有机污染物）的靶向识别能力。对于高比表面积的MOFs（金属有机框架）和COFs（共价有机框架），本章着重分析了其孔道结构的设计原理，如何通过拓扑结构工程实现对特定气体分子（如NH3, VOCs）的空间筛分和高效捕获。 第二章：环境传感的物理化学基础 本章将理论研究与实际监测需求紧密结合。详细阐述了电化学传感机制，包括电位法、安培法和阻抗谱技术在污染物检测中的应用。针对电化学传感器，深入探讨了界面电荷转移动力学、电子传递层的设计优化，以及如何利用纳米材料的催化活性提高信号放大效率。在光学传感方面，本章详细介绍了表面等离子体共振（SPR）、拉曼散射增强（SERS）和荧光淬灭/增强机理。特别强调了SERS基底的制备工艺，如纳米金/银阵列的定向生长和热退火处理，以确保获得高增强因子（EF值）。此外，还系统分析了基于纳米材料的湿度、温度以及pH值等环境参数的快速响应机制，讨论了热电效应和压电效应在自驱动传感系统中的潜力。 第二部分：面向特定污染物的先进监测技术 本部分将理论转化为具体的应用案例，聚焦于当前环境治理中最具挑战性的几类污染物。 第三章：水环境污染物的实时痕量检测 本章聚焦于水体中的微量有机污染物（农药、抗生素）和重金属离子（Pb2+, Hg2+）。针对有机污染物，重点介绍了基于电化学免疫传感器和分子印迹聚合物（MIPs）的便携式快速检测平台。对于重金属离子，详细阐述了纳米材料作为富集剂和信号探针的应用。深入探讨了纳米金催化还原反应（GCR）在比色检测中的信号放大策略，以及如何通过电化学剥离伏安法结合纳米膜过滤技术实现超痕量Pb2+的精确测定。此外，还收录了利用离子交换型MOFs对水体中放射性核素的吸附与原位光谱识别技术。 第四章：大气质量监测中的高选择性气体传感器 本章深入探讨了环境空气质量监测的关键技术，特别是对挥发性有机化合物（VOCs）和有毒气体的实时监测。在电阻式气体传感器方面，详细分析了掺杂型金属氧化物半导体（如SnO2, In2MoO6）如何通过引入催化活性位点和优化晶界势垒来提高对NOx和CO的选择性，并讨论了工作温度对传感性能的非线性影响。对于低浓度VOCs（如甲醛、苯系物）的检测，本章重点介绍了基于功能化石墨烯薄膜的超高灵敏度传感器，以及如何利用等离子体共振效应实现室内空气质量的无源监测。此外，还探讨了利用多孔聚合物材料构建的湿敏元件，以解决复杂大气环境中湿度波动对气体信号的干扰问题。 第五章：新兴污染物与生物标志物的快速筛查 面对新兴环境污染物（如微塑料、内分泌干扰物）的挑战，本章提出了一系列基于纳米技术的新型筛查策略。详细介绍了荧光探针在水中微塑料表面吸附和识别中的应用，包括探针的合成、光物理性质表征以及其在真实水样中的稳定性评估。对于内分泌干扰物（如雌激素），本章展示了如何利用具有高亲和力的DNA适配体（Aptamers）与纳米金或量子点结合，构建快速、高通量的免疫替代性生物传感器。本章还涵盖了对环境水样中微生物生物膜形成动态过程的实时光学监测技术。 第三部分：智能感知系统的集成与未来展望 本部分将研究成果转化为可部署的系统解决方案，并探讨了该领域的未来发展方向。 第六章：便携式与可穿戴环境监测系统的工程化 本章聚焦于从实验室原型到实际应用的关键步骤。详细介绍了柔性电子技术在环境监测中的集成方案，包括基于聚合物基底的柔性电极、纳米导电油墨的印刷技术，以及如何将能量采集单元（如柔性太阳能电池、摩擦纳米发电机）与传感器阵列相结合，构建自供电的远程监测节点。本章提供了详细的系统集成案例，包括多参数水质监测平台的搭建、数据采集与无线传输协议的选择，以及现场校准和长期稳定性测试的工程规范。 第七章：数据融合、机器学习与环境智能预警 本章探讨了如何处理和解释海量传感数据。深入分析了多传感器数据融合（Sensor Fusion）技术，如何通过主成分分析（PCA）和非负矩阵分解（NMF）来解耦交叉干扰信号，提高系统鲁棒性。重点介绍了将深度学习模型（如卷积神经网络CNNs）应用于识别复杂环境指纹图谱，实现对特定污染源的实时溯源和风险评估。本章还讨论了边缘计算（Edge Computing）在降低数据传输延迟和保护隐私方面的作用，并提出了基于时间序列预测模型的污染事件早期预警框架。 结论： 本书全面展示了纳米材料在环境科学中的革命性潜力，不仅为科研人员提供了深入的理论指导和前沿技术参考，更为环境工程师和政策制定者提供了构建下一代智能环境监测网络的实用蓝图。本书旨在推动环境监测技术向着更灵敏、更便携、更智能的方向发展，以应对日益复杂的全球环境挑战。

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“Smart Biosensor Technology”这个名字，如同一个充满魔力的咒语，立刻把我带入了一个激动人心的科技领域。我一直都对那些能够直接与生命物质对话，并从中提取有价值信息的技术充满着好奇，尤其是当这些技术能够变得“聪明”起来，具备自主分析和判断能力的时候。我曾经接触过一些关于生物传感器基础原理的书籍，了解了酶、抗体等生物识别元件是如何工作的，以及电化学、光学等信号如何被转换。但是，我总觉得这些技术在“智能化”方面还有很大的提升空间，它们更多的是一种被动的“侦测”，而非主动的“理解”和“预测”。因此，这本书的标题，正是我一直以来所期待的，它预示着生物传感器正在朝着更高级、更自主的方向发展。我非常渴望了解，究竟是什么样的技术革新，让生物传感器变得“智能”起来？是人工智能算法的深度应用，使得传感器能够进行复杂的模式识别和数据分析？是新型纳米材料的出现，赋予了传感器前所未有的灵敏度和选择性？又或者是微电子工程与生物技术的完美结合，让传感器能够在微观尺度上实现高效的信息处理和传输？我脑海中勾勒出许多令人兴奋的应用场景：一个能够实时监测并分析人体内各种关键健康指标的智能穿戴设备，它能在疾病发生的早期就发出预警；一个能够快速、准确地检测食品中潜在有害物质的智能传感器，从而保障食品安全；又或者是一个能够监测环境中的污染物，并根据数据反馈提供相应的防护建议的智能系统。我希望这本书能够深入浅出地解析这些“智能”的实现原理，展示那些引领行业发展的关键技术，并辅以详实的案例分析，让我能够全面地理解智能生物传感器是如何从概念走向现实，并最终为人类社会带来积极的改变，让我对科技的未来充满无限的想象和期待。

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当我偶然翻阅到《Smart Biosensor Technology》这本书时，一种强烈的求知欲便被瞬间点燃。我一直以来都对那些能够深入探索生命奥秘，并转化为实际应用的技术充满向往。在我的认知中，生物传感器已经是一个相当成熟的领域，然而，当“Smart”这个词被冠以其名，我意识到，这个领域正在经历一场深刻的变革。我迫切地想知道，究竟是什么样的技术创新，让生物传感器得以摆脱“工具”的定位，而进化成一个能够“思考”和“判断”的智能体？是更先进的识别材料，能够以极高的精度和选择性捕捉生物分子，从而减少信号干扰？是微流控技术与集成电路的完美结合，使得传感器能够在一个微小的芯片上完成复杂的生物化学反应和信号处理？还是人工智能算法的深度介入，让传感器能够从海量数据中学习，并进行自主的模式识别、风险评估，甚至预测未来的趋势？我脑海中描绘出许多令人振奋的应用场景：一个能够在家中进行高精度癌细胞筛查的智能生物传感器；一个能够监测土壤中关键养分，并据此智能调控灌溉和施肥的农业传感器；又或者是一个能够实时分析空气质量，并为用户提供个性化健康防护建议的穿戴设备。我希望这本书能够深入剖析这些“智能”的实现原理，展示那些引领行业发展的关键技术，并辅以详细的案例分析，让我能够清晰地看到，这些前沿的科学理论是如何转化为改善人类生活、保护地球环境的实际解决方案。我希望它能像一盏明灯，照亮我通往智能生物传感器技术前沿的道路。

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这本书的封面上“Smart Biosensor Technology”这个名字，立刻就吸引了我。我一直对那些能够“聪明”地感知生物信号，并将其转化为有意义数据的技术充满好奇，尤其是当它们能够以如此精巧的方式融入我们生活的时候。我一直在关注生物传感器领域的发展，从最初的实验室原型，到如今在医学诊断、环境监测甚至食品安全等领域的广泛应用。这本书的出现，仿佛为我打开了一扇全新的窗户，让我得以窥探这个前沿领域最核心的奥秘。我特别期待书中能够深入探讨“智能”这个概念在生物传感器中的具体体现，比如它们是如何通过机器学习、人工智能等手段，实现对复杂生物信号的精准识别、模式分析，甚至做出预测性判断的。我曾阅读过一些关于生物传感器的文章，但大多停留在技术原理的介绍，对于如何将这些原理转化为真正“智能”的解决方案，总觉得少了一些关键的脉络。这本书的标题似乎预示着它将填补这一空白，让我看到生物传感器从被动感知到主动思考的演进过程。我脑海中浮现出各种可能的应用场景：一个能够实时监测血糖并智能调整胰岛素剂量的植入式传感器，一个能在早期阶段就识别出疾病标志物的非侵入性检测设备，又或者是一个能够自主净化水源并告知我们水质状况的便携式装置。这些都让我对书中可能呈现的技术创新和实际案例充满了无限的遐想。我希望这本书不仅仅停留在理论的层面，更能通过详实的案例分析，展现这些“智能”生物传感器是如何克服技术瓶颈，实现商业化落地，并真正惠及社会的。从材料科学到电子工程，从生物化学到数据科学，每一个环节的突破都至关重要，我迫切希望书中能将这些复杂的交叉学科知识，以一种易于理解的方式呈现出来，让我能够更全面地把握这项技术的发展全貌。

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当我看到《Smart Biosensor Technology》这本书的书名时，一股强烈的探索欲便油然而生。我一直对那些能够“感知”并“理解”生命信号的技术抱有浓厚的兴趣，尤其是在当今这个数据爆炸的时代，如何从海量的生物信息中提取有价值的洞察，显得尤为重要。我曾阅读过一些关于生物传感器的入门级书籍，了解了酶、抗体、核酸等生物识别元件的基本原理，以及电化学、光学、压电等信号转换方式。然而，我总觉得这些技术在“智能”方面有所欠缺，它们更多的是一种被动的“侦测”，而非主动的“分析”与“决策”。因此，这本书的标题“Smart Biosensor Technology”正是我所期待的，它预示着生物传感器正在朝着更高级、更自主的方向发展。我渴望了解，究竟是什么样的技术革新，让生物传感器变得“智能”起来？是人工智能与生物传感器的深度融合，使得传感器能够自主学习、识别复杂的生物模式，并做出预测性的诊断？还是新型的智能材料，赋予了传感器更高的灵敏度、选择性，以及自适应的响应能力？我希望书中能够详细介绍这些“智能”的底层逻辑和实现路径，并给出一些激动人心的应用案例。例如，我设想中的智能生物传感器，可能能够在个人健康管理方面发挥革命性的作用，它能够持续监测人体内的各种关键生理指标，并根据实时数据，为用户提供个性化的健康建议，甚至在疾病发生的早期就发出预警。又或者是在食品安全领域，智能生物传感器能够快速、准确地检测出食品中的有害物质，并将其与合法的添加剂区分开来，为消费者提供更可靠的保障。我希望能在这本书中，看到这些前沿技术的深入解析，以及它们如何克服技术和应用上的挑战，最终转化为改善人类生活质量的实际成果，让我对未来的智能生物技术充满信心。

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《Smart Biosensor Technology》这个书名，如同一幅充满未来感的画卷，瞬间激起了我内心深处对科技前沿的好奇。我一直以来都对那些能够与生命世界进行精密互动的技术抱有浓厚的兴趣，尤其是当它们能够以“智能”的方式，提供洞察并指导行动时。我曾接触过一些关于生物传感器的基础知识，了解了它们在医学诊断、环境保护等领域的应用。然而，我总觉得，现有的生物传感器在“智能”层面，还有巨大的潜力可以挖掘，它们更多的是被动地感知，而非主动地分析和学习。因此，这本书的标题恰恰点出了我所关注的核心。我迫切地想知道，究竟是什么样的技术突破，让生物传感器得以实现“智能化”？是新型智能材料的出现，赋予了传感器更高的灵敏度、更强的选择性和更低的功耗？是微纳加工技术的进步，使得传感器能够在极小的空间内集成更复杂的检测和处理单元？抑或是人工智能与大数据分析的深度融合，让传感器能够从海量的生物信号中提取有价值的信息，并进行自主的学习和决策？我设想中的智能生物传感器，能够实现诸如：在疾病发生初期就发出精准的预警，为患者赢得宝贵的治疗时间；能够实时监测农作物生长环境，并根据数据反馈智能调控灌溉和施肥，实现精准农业；又或者能够感知环境中的微量有害物质，并及时为人们提供健康防护建议。我希望这本书能够深入解析这些“智能”的实现机制，展示那些引领技术发展的关键创新，并辅以详实的案例研究，让我能够清晰地看到，这些前沿的科学理论是如何被转化为切实改善人类生活、推动社会进步的实际应用。

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“Smart Biosensor Technology”这个名字，如同一个神秘的邀请函，把我带入了一个充满未知与可能的科技领域。我一直以来都对那些能够与生命活动直接对话，并将其转化为可理解信息的工具感到着迷。在过去的几年里，我接触过一些关于生物传感器的介绍，了解了它们在基础科研和一些特定领域的应用，但总觉得它们在“智能化”方面，还有很大的提升空间。这本书的标题，恰恰点出了我一直以来所关注的核心：如何让生物传感器不仅仅是简单的“传感器”，而是具备“智能”的“感知识别器”。我非常好奇，在这个“智能”的背后，究竟隐藏着怎样的技术力量？是新型纳米材料的出现，让传感器能够以前所未有的精度和敏感度捕捉生物信号？是嵌入式人工智能算法的运用，使得传感器能够对收集到的海量数据进行实时分析，并从中提炼出有意义的模式？还是更加强大的数据融合与协同技术，让多个传感器能够协同工作，形成一个更全面、更智能的生物信息网络？我希望书中能够深入探讨这些问题，并展示一些令人耳目一新的应用。例如，我设想中的智能生物传感器，或许能够被集成到可穿戴设备中，持续监测用户的心率、血压、血糖等关键指标，并在出现异常时，主动向用户发出预警，甚至连接到远程医疗平台，寻求专业的诊断建议。又或者在环境监测领域，智能生物传感器能够识别出环境中微量的污染物，并根据其浓度和扩散情况，预测潜在的环境风险。我希望这本书能够带领我深入了解这些技术细节，看到它们是如何从概念走向现实，如何克服重重困难，最终为人类社会带来积极的变革，让我对生物传感器技术的未来发展充满期待。

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“Smart Biosensor Technology”这个书名，如同一扇通往未来科技世界的大门，瞬间攫住了我的注意力。我一直对那些能够洞察生命奥秘，并将其转化为实际应用的技术充满着浓厚的兴趣。在我的印象中，生物传感器早已是诊断、监测等领域的重要工具，但“智能”二字的加入，则预示着它正朝着一个更具前瞻性和颠覆性的方向发展。我非常渴望了解，究竟是什么样的技术创新，让生物传感器变得更加“聪明”？是纳米技术的突破，使得传感器能够以极高的精度和敏感度捕捉微量的生物信号？是人工智能算法的深度集成，让传感器能够自主分析数据，识别复杂的生物模式，并做出精准的判断？又或是微流控技术的进步，使得传感器能够在一个微小的芯片上完成复杂的生化反应和信号处理，从而实现高效、低成本的检测？我脑海中浮现出各种令人兴奋的应用场景：一个能够实时监测人体健康状况，并根据数据反馈提供个性化健康建议的智能穿戴设备；一个能够在食品生产过程中，快速、准确地检测出潜在污染物的智能传感器；又或者是一个能够监测环境中有害物质，并及时发出预警的智能监测系统。我希望这本书能够深入浅出地解析这些“智能”的实现原理，展示那些引领行业发展的关键技术，并辅以详实的案例分析，让我能够全面地理解智能生物传感器是如何从概念走向现实，为人类生活带来积极的改变，让我对科技的未来充满无限的憧憬。

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坦白说，我选择这本书，很大程度上是被其“Smart”这个词所吸引，这并非我初次接触生物传感器，早年我就曾因工作原因，对一些基础的生物传感器的检测原理和应用有过一些了解。彼时，生物传感器更多地被视为一种检测工具，其核心在于敏感度和特异性，对信号的解读和后续处理，往往需要借助外部的复杂分析设备和专业人员。然而，随着科技的飞速发展，特别是人工智能和大数据时代的到来，“智能”这个词在各个领域都扮演着越来越重要的角色，生物传感器自然也不例外。我迫切地希望这本书能够深入剖析“智能”是如何被赋予生物传感器的，它究竟是通过怎样的算法、模型，抑或是新型的材料和结构设计，实现了从简单的信号采集到更深层次的理解和决策。我设想的“智能”生物传感器，不仅仅是能够更快速、更准确地检测到目标物质，更重要的是，它能够对检测结果进行实时的、多维度的分析，并根据预设的逻辑或学习到的模式，给出相应的警示、诊断建议，甚至自主进行某种程度的干预。例如，在疾病诊断领域，一个智能生物传感器或许能够通过分析多种生物标志物的组合模式，在疾病的极早期就发出预警，而无需等待症状的出现。在环境监测方面，它可能能够识别出污染物之间的复杂相互作用，并预测其潜在的扩散趋势。这些都让我对这本书的深度和广度充满了期待。我希望能看到书中能够详细介绍一些引领性的“智能”技术，比如基于纳米材料的传感器阵列，能够实现对复杂生物环境的“画像”；又比如结合了微流控技术和机器学习算法的“微型实验室”，能够在极小的体积内完成复杂的生物化学分析和数据处理。我希望这本书不仅仅是技术的罗列，更能展现出一种前瞻性的视角，勾勒出智能生物传感器未来发展的可能方向。

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“Smart Biosensor Technology”这个书名，如同一个充满魔力的咒语，立刻勾起了我对尖端科技的好奇心。我一直坚信，未来的世界将由那些能够与自然界进行更精妙互动的技术所驱动，而生物传感器无疑是其中的佼佼者。我曾有过一些接触，对于一些实验室里用于检测特定分子的生物传感器，已经有了基础的认识。但“智能”二字，则将我的视野从静态的检测推向了动态的交互和自主学习。我特别希望能在这本书中找到答案：这个“智能”究竟是如何实现的？是通过更先进的材料科学，让传感器本身具备了更强的感知能力和更低的噪声？还是通过集成更强大的计算单元，让传感器能够直接在本地进行复杂的数据处理和模式识别？抑或是通过与云端智能系统的连接，实现海量数据的分析和深度学习？我脑海中总是浮现出各种令人兴奋的应用场景，比如在运动员身上佩戴的智能传感器，能够实时监测他们的生理状态，并根据数据反馈，智能调整训练计划，以达到最佳表现，同时避免过度训练带来的损伤。又或者是在智慧农业领域，能够感知土壤湿度、养分含量以及病虫害信息，并据此智能调控灌溉和施肥，实现精准农业。我希望这本书能够详尽地阐述这些“智能”的实现机制，并辅以具体的案例分析，让我能够清晰地看到，这些曾经只存在于科幻小说中的场景，是如何一步步变为现实的。从微纳加工技术到生物分子识别的机理，再到人工智能算法的巧妙运用，我希望这本书能够将这些复杂的技术细节，以一种通俗易懂却又不失严谨的方式呈现出来，让我这个非专业读者也能领略到其中蕴含的科学魅力和创新力量。

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《Smart Biosensor Technology》这个书名，犹如一颗璀璨的明星，在科技的浩瀚星空中闪耀，瞬间吸引了我的全部目光。我长久以来都对那些能够与生命之源——生物分子——进行精密对话的技术深感好奇，尤其是当它们能够以“智能”的方式，洞察信息，并转化为有用的行动时。我曾接触过一些关于生物传感器基础理论的书籍，了解了酶、抗体等识别元件的巧妙之处，以及光、电等信号转换的原理。然而，我总觉得在“智能”这一维度上，这些技术还有进一步提升的空间，它们更多的是静态的感知，而非动态的理解与预测。因此，这本书的出现，正是我一直以来所探寻的答案。我急切地想知道，究竟是什么样的技术革新，让生物传感器得以摆脱单纯的“检测”功能，而拥有了“智慧”？是纳米材料的革命性进展，赋予了传感器前所未有的灵敏度和选择性？是微电子与生物技术的深度融合，使得传感器能够在微观尺度上实现复杂的信息处理？还是先进的机器学习算法，让传感器能够从海量生物信号中学习规律，进行自主诊断和预测？我脑海中勾勒出许多令人激动人心的应用前景：一个能够实时监测并分析血液中微量致病菌的智能传感器，从而在感染初期就发出预警；一个能够精准评估土壤健康状况，并据此智能优化作物生长环境的农业传感器；又或者是一个能够感知环境中有毒物质，并及时为使用者提供防护建议的智能穿戴设备。我希望这本书能够深入阐述这些“智能”的实现机制，揭示那些引领技术发展的关键突破，并提供详实的案例分析，让我能够全面理解智能生物传感器是如何从实验室走向实际应用，最终为人类社会带来福祉。

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