Emerging Technologies in the Development of Metallic and Bimetallic Nanoparticles in the Last Decade: A Scientometric Analysis

The development of nanotechnology and nanomaterials has had an upward surge in recent years, not only because of the type of technology but also because of the unique properties and characteristics of nanomaterials. This growth motivated us to make an analysis of emerging technologies in the development of metallic, bimetallic, and metal-oxide nanoparticles covering a period of ten years, which have had a high impact on the development of different products applied to biomedicine, electronics, agriculture, energy, plastics, etc. This research found more than one and a half million scientific papers under the keyword ‘nanotechnology’ in the Scopus database. This article reports a scientometric analysis where aspects such as articles with the highest number of citations, countries with the highest production, representative institutions in the field, authors and the relation of citations, correlations between them, keyword analysis, as well as the most studied topics in this field were investigated. On the other hand, the number of patents produced was reviewed in a general way. The databases Scopus, Journal Citation Report, VOSviewer, and other computer tools were used for the analysis. The results showed the United States (17.3%) and China (15.3%) as the countries with the greatest impact on studying metallic and bimetallic nanoparticles, with a high correlation between different countries. It is worth highlighting the participation of India with 10.1% and more than twice as many scientific papers as Germany; in the case of patents, the United States and China accounted for 55.3% of the total patents

Emerging Technologies in the Development of Metallic and Bimetallic Nanoparticles in the Last Decade: A Scientometric Analysis

The development of nanotechnology and nanomaterials has had an upward surge in recent years, not only because of the type of technology but also because of the unique properties and characteristics of nanomaterials. This growth motivated us to make an analysis of emerging technologies in the development of metallic, bimetallic, and metal-oxide nanoparticles covering a period of ten years, which have had a high impact on the development of different products applied to biomedicine, electronics, agriculture, energy, plastics, etc. This research found more than one and a half million scientific papers under the keyword ‘nanotechnology’ in the Scopus database. This article reports a scientometric analysis where aspects such as articles with the highest number of citations, countries with the highest production, representative institutions in the field, authors and the relation of citations, correlations between them, keyword analysis, as well as the most studied topics in this field were investigated. On the other hand, the number of patents produced was reviewed in a general way. The databases Scopus, Journal Citation Report, VOSviewer, and other computer tools were used for the analysis. The results showed the United States (17.3%) and China (15.3%) as the countries with the greatest impact on studying metallic and bimetallic nanoparticles, with a high correlation between different countries. It is worth highlighting the participation of India with 10.1% and more than twice as many scientific papers as Germany; in the case of patents, the United States and China accounted for 55.3% of the total patents

Global Trends in Normativity and Regulatory Issues on Nanotechnology

This article presents a comprehensive analysis of global trends in normativity and regulatory issues in nanotechnology through a bibliometric study. To conduct this analysis, keywords such as regulations, legislation, policy, nanotechnology, nanomaterials, nanoparticle, and risk were employed. The search generated a total of 1202 refined scientific papers and 4914 patents. Various aspects were evaluated, including articles with the highest number of citations, countries with the highest academic production, institutions with the most documents, influential authors, author correlations, and keyword analysis, among others. The Scopus and Journal citation report databases, the VosViewer software, and different computer tools such as OpenRefine and Excel were used to conduct the analysis. The results point the United States (33.5%) as the country with the highest production, followed by the United Kingdom (10.9%), India (10.3%), and Germany (6.7%). Additionally, the results revealed some cooperation between the United States, United Kingdom, and Germany by 2014 and between China and India by 2018 and 2019. Moreover, according to the keyword analysis, only 10% of the scientific production speaks directly about regulations and policies on the effects on human health, with minor impact on the environment

Estudio computacional conformacional, espectroscópico, ONL, HOMO–LUMO y reactividad de 1,3,5-trifenilpirazol

Os parâmetros estruturais do 1,3,5-trifenilpirazole foram determinados com DFT/cam-B3LYP com o conjunto de bases 6-311++G(d,p). Os resultados da estrutura molecular otimizada são apresentados e comparados com os dados de raios-X disponíveis da molécula ou moléculas muito semelhantes. Uma análise completa dos espectros observados das medições espectrais de FT-IR, RMN (1H e 13C) e absorção UV-Vis com TD-DFT na mesma função e conjunto de bases é fornecida. As propriedades NLO desta molécula também foram investigadas. As distribuições de cargas NPA e MEP estão correlacionadas. Os resultados calculados e os resultados experimentais são discutidos e correlacionados.The structural parameters of 1,3,5-triphenylpyrazole were determined with DFT/cam-B3LYP with the base set 6-311++G(d,p). The results of the optimized molecular structure are presented and compared with the available X-ray data of the molecule or very similar molecules. A complete analysis of the observed spectra of the spectral measurements of FT-IR, NMR (1H and 13C) and UV-Vis absorption with TD-DFT in the same function and set of bases is provided. The descriptors of global and local reactivity have been determined. The NLO properties of this molecule were also investigated. The distributions of NPA and MEP loads are correlated. The calculated results and the experimental findings are discussed and correlated.Los parámetros estructurales de 1,3,5-trifenilpirazol se determinaron con DFT/cam-B3LYP con el conjunto de bases 6-311++G(d,p). Los resultados de la estructura molecular optimizada se presentan y comparan con los datos disponibles de rayos X de la molécula o moléculas muy similares. Se proporciona un análisis completo de los espectros observados de las mediciones espectrales de FT-IR, RMN (1H y 13C) y absorción UV-Vis con TD-DFT en la misma función y conjunto de bases. Los descriptores de reactividad global y local han sido determinados. Las propiedades NLO de esta molécula también fueron investigadas. Las distribuciones de cargas del análisis de poblaciones naturales y el mapa de potencial electrostáticos están correlacionadas. Los resultados calculados y los hallazgos experimentales se discuten y se correlacionan

Batch adsorption and fixed bed column of the B39 dye on granular activated carbon B39

Los colorantes están usualmente presentes en los efluentes acuosos de muchas industrias, como la textil, del cuero, el papel, la imprenta y cosméticos. La efectividad de la adsorción de colorantes presentes en aguas residuales, empleando adsorbentes de bajo costo, ha permitido la extensión de esta técnica de remoción, por encima de otros métodos de tratamiento. Este trabajo investigó la capacidad de adsorción de un carbón activado comercial (CA) en la remoción del colorante reactivo Blue 39 (B39) en disolución acuosa a 25°C. Los datos experimentales del estudio en lote realizado a diferentes pH (6-8) y concentraciones iniciales de B39 (5-200 mg dm 3), se ajustan satisfactoriamente al modelo de isoterma de Freundlich, presentando una capacidad máxima de adsorción en monocapa de 17,7 mg g-1 a pH 8. El estudio dinámico a diferentes alturas del lecho (1, 3 y 5 cm), flujos volumétricos (1 y 5 cm3 min-1) y concentración inicial de 5,5 mg dm-3, muestra que el tiempo de servicio de la columna y la capacidad de remoción mejoran cuando la altura aumenta y el flujo volumétrico disminuye. El modelo del tiempo de servicio de la altura del lecho (BDST) se aplicó a los datos experimentales ajustándose de manera aceptable.Abstract: Dyes are usually present in water effluents of many industries, such as textiles, leather, paper, printing and cosmetics. The effectiveness of the adsorption of dyes in wastewater using inexpensive adsorbents has enabled the extension of this technique for removal, over other methods of treatment. This study investigated the adsorption capacity of a commercial activated carbon (AC) on the removal of reactive dye Blue 39 (B39) in water solution at 25°C. The experimental ,conform to the model of Freundlich isotherm, presenting a maximum adsorption capacity monolayer 17.7 mg g-1 at pH 8. The dynamic study at different heights of the bed (1, 3 and 5 cm), flow rates (1 and 5 cm3 min-1) and initial concentration of 5,5 mg dm-3, shows that the time service and the capacity column removal improved when the height increases and the flow rate decreases. The model of the service time of the bed height (BDST) was applied to the experimental data at an acceptable conform

Adsorción del colorante azul directo 2 sobre borra de café en una columna de lecho fijo a escala de laboratorio

La contaminación del agua con colorantes sintéticos, resultado de las actividades industriales, es un problema latente en la sociedad. Su presencia, aun en concentraciones muy bajas, influye drásticamente en los procesos de fotosíntesis, porque impide la penetración de la luz, afectando la vida acuática e, incluso, la salud humana. La adsorción con carbón activado es una de las técnicas más empleadas para remover el color de los efluentes, pero sus altos costos han dirigido la atención de los investigadores hacia el estudio de materiales adsorbentes provenientes, principalmente, de la agroindustria. Este artículo presenta un estudio sobre la remoción del colorante azul directo 2 en disolución acuosa sobre borra de café sin tratar y modificada a 30±1°C, en una columna empacada. Se realizó la caracterización fisicoquímica de los adsorbentes, que incluye la evaluación de las propiedades de textura, mediante isotermas de adsorción, con N2 a 77K, la identificación y cuantificación de grupos funcionales orgánicos, con FTIR y el método de Boemh. El estudio en columna evaluó el efecto de la altura del lecho del adsorbente (Z = 3 y 6cm), el flujo volumétrico (Qv= 2 y 4cm3min-1) y la concentración inicial (Co = 8 y 14mgdm-3), sobre el tiempo de ruptura y la capacidad de adsorción. Los datos experimentales de las curvas de ruptura se ajustaron al modelo BDST (Bed Depth Service Time). Los resultados muestran que el rendimiento de la columna mejora con el incremento de Z y la disminución de Qv y Co, siendo la concentración inicial, el factor con mayor significancia

Remoción del colorante azul marino directo sobre borra de café modificada

The presence of dyes in water bodies inhibits the penetration of light, affecting the flora and fauna of these ecosystems, which is why, greater efforts are made to eliminate them before being poured. This study allowed the removal of the direct navy-blue dye (DNB), using activated carbon prepared from coffee beans and H3PO4. The experimental methodology began with the preparation of three types of activated carbon by varying the concentration of H3PO4 (20, 40 and 60% m/v). Texture properties were evaluated by adsorption-desorption isotherms with N2 to 77 K, the identification and quantification of organic functional groups, mainly acids, with FTIR and the Boehm method, respectively. Batch adsorption experiments were performed by varying the initial dye concentration (5, 10, 50, 75, 100 and 200 mg/dm3) to 25 °C and, the adsorption kinetics was determined. Both coffee beans and activated carbons have an acidic nature with surface area development between 519 and 771 m2/g. With respect to the batch study, a monolayer and multilayer growth was observed on a heterogeneous surface. Activated carbon prepared with 20% of H3PO4 recorded the highest removal capacity with a value of 25.8 mg/g. The kinetic model of pseudo second order was the one that best fit to the experimental data (R2 > 0.98). It can be concluded that the coffee bean treated with H3PO4 is an efficient adsorbent to remove DNB from aqueous solutions.La presencia de colorantes en los cuerpos de agua inhibe la penetración de la luz, afectando la flora y la fauna de estos ecosistemas, razón por la cual se hacen cada vez esfuerzos mayores para eliminarlos antes de ser vertidos. Este estudio permitió remover el colorante azul marino directo (AMD), empleando carbón activado preparado a partir de la borra de café y H3PO4. La metodología experimental inició con la preparación de tres tipos de carbón activado, variando la concentración de H3PO4 (20, 40 y 60% m/v). Las propiedades de textura se evaluaron mediante isotermas de adsorción-desorción con N2 a 77 K; la identificación y cuantificación de grupos funcionales orgánicos, en especial ácidos, con FTIR, y el método de Boehm, respectivamente. Se realizaron experimentos de adsorción por lote, variando la concentración inicial del colorante (5, 10, 50, 75, 100 y 200 mg/dm3) a 25 °C y se determinó la cinética de adsorción. Tanto la borra de café como los carbones activados tienen naturaleza ácida con desarrollo de áreas superficiales entre 519 y 771 m2/g. Con respecto al estudio por lote, se observó un crecimiento en monocapa y multicapa sobre una superficie heterogénea. El carbón activado preparado con 20% de H3PO4 registró la mayor capacidad de remoción, con un valor de 25.8 mg/g. El modelo cinético de pseudo segundo orden fue el que mejor se ajustó a los datos experimentales (R2 > 0.98). Se puede concluir que la borra de café tratada con H3PO4 es un adsorbente eficiente para eliminar AMD de soluciones acuosas

Ingeniería de materiales : Una mirada a los procesos de modificación superficial. Caso: Aleaciones de Titanio

El titanio y sus aleaciones han sido ampliamente utilizadas, en el área aeroespacial, química, en el campo energético, en la industria biomédica entre otros, principalmente por sus características de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, alto grado de biocompatibilidad entre otros aspectos. Una de las propiedades mas importantes, es la generación natural de una película de óxido, estable y continua, altamente adherente sobre la superficie del mismo, con espesores del orden de 5 a 10 nm. Por otro lado, la ingeniería de superficies es una alternativa importante, que no sólo nos permite generar una película de mayor espesor, con mejores propiedades, sino que además responde de manera positiva al comportamiento mecánico frente al material de contacto ya sea polímero, metal, compuesto o el mismo hueso cuando se aplica a sustituciones protésicas en sistemas biomédicos. El libro describe así algunos de los procesos de modificación superficial, sus características y aplicaciones en diferentes áreas. Otro aspecto importante, desarrollado en este libro, es el uso y aplicación de la nanotecnología; esta disciplina se interesa en entender el funcionamiento de los nanoobjetos o nanoestructuras con dimensiones inferiores a los 100 nm y las propiedades que tienen cuando se encuentran aislados o cuando se integran en materiales y dispositivos de mayor tamaño. Es así como el desarrollo de nanotubos de óxidos de titanio, hacen parte de un estudio de caso, donde se evalúa no sólo las propiedades que estas partículas presentan sino además la forma y técnicas de evaluación utilizadas, debido al tamaño nanométrico que presentan

Remoción de pb (ii) en disolución acuosa sobre carbón activado: Experimentos en columna

La remoción de iones Pb (II) a partir de una disolución acuosa sobre carbón activado granular se investigó a 27°C, bajo condiciones dinámicas en un lecho empacado. Este trabajo evalúa el efecto de la altura del lecho del absorbente ( = 1-10 cm), el flujo volumétrico ( = 1-5 cm3min-1) y la concentración inicial ( = 9,8 y 24,9 mgdm-3), a un pH inicial de 4,0, tanto en el tiempo de ruptura como en la capacidad de adsorción. El rendimiento de la columna mejora con el incremento de y la disminución de y . Los datos experimentales se ajustaron a los modelos predictivos de curvas de ruptura BDST, Clark y Wolborska. Todos los modelos a ciertos rangos de pueden ser aplicados para describir el comportamiento dinámico con respecto a la altura del lecho, el flujo volumétrico y la concentración inicial, pero el modelo del tiempo de servicio de la altura del lecho (BDST) a igual a 0,1 proporciona el mejor ajuste a los datos experimentales. / Abstract. The removal of ions Pb (II) from an aqueous solution on granular activated carbon was investigated at 27 °C, under dynamic conditions in a packed bed. This study evaluates the effect of the absorbent bed height ( = 1-10 cm), the volumetric flow rate ( = 1-5 cm3min-1) and the initial concentration ( = 9,8 and 24,9 mgdm-3), at an initial pH of 4.0, both in the break time and absorption capacity. The column performance improves as increases and and decreases. The experimental data were fitted to the predicting models breakthrough curves BDST, Clark and Wolborska. All the models at certain ranges of can be applied to describe the dynamic behavior with respect to the bed height, flow rate and initial concentration, but the model of service time of bed height (BDST) to equals 0,1 provides the best adjustment to the experimental data.Maestrí

Remoción de Pb2+ en disolución acuosa sobre carbón activado en polvo: estudio por lote

Pb2 + ions in aqueous solution on activated carbon (AC) is removed to 25 ± 1 °C and pH 4,0 ± 0,1. Batch experiments were performed to determine the effect of initial concentration (20 to 1000 mgdm-3) and the amount of adsorbent (0,5-1,0 g) on the adsorption capacity. The equilibrium data fit well to the Freundlich isotherm giving an adsorption capacity of 37,5 mgg-1 of AC, a dose of 5 gdm-3. The results show that activated carbon improved clearance capacity when the initial concentration increases and decreases as the adsorbent dose increases.Los iones Pb2+ en disolución acuosa se removieron sobre carbón activado (CA) a 25 ± 1 °C y a un pH de 4,0 ± 0,1. Experimentos por lotes se realizaron para determinar el efecto de la concentración inicial (20 - 1000 mgdm-3) y la cantidad de adsorbente (0,5-1,0 g) sobre la capacidad de adsorción. Los datos de equilibrio se ajustan satisfactoriamente a la isoterma de Freundlich dando una capacidad máxima de adsorción de 37,5 mgg-1 de CA, para una dosis de 5 gdm-3. De los resultados se observa que el carbón activado mejora su capacidad de remoción cuando la concentración inicial aumenta y disminuye cuando la dosis de adsorbente se incrementa