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

Decoloración de aguas residuales de una industria de pinturas por la microalga Chlorella sp

Objective. Decoloring wastewater from a paint factory making use of Chlorella sp., microalgae as a biological way of treatment. Materials and methods. Samples of this microalgae previously cultivated with nourishing fertilizer under photoperiods of light and darkness were taken to test the microalgae Chlorella sp., initial concentration effect in the bioremoval process. For this purpose, it was cultivated in 0.10, 0.20 and 0.30 units of absorbance in bioreactors with 200 mL wastewater with and without nutrients. The biotest with the best rate of colour removal was chosen and the DBO5 and DQO were marked out. The immobilized Chlorella sp., in kappa carrageenan was also tested. Results. In the tests colour decrease percentage were 81.7, 69.7 and 58.3% without nutrients in the initial concentrations of 0.10, 0.20 and 0.30 units of absorbance respectively and 72.6, 69.0 and 86.8% for 0.10, 0.20 and 0.30 units of absorbance with nutrients respectively in the day of maximum growth. The immobilized microalgae score were 72.60% and 78.36% of color removal for 0.4 and 1.6 units of absorbance respectively. The higher colour removal test score was that with nutrients at 0.30 units of absorbance with several changes in DBO5 and DQO values. Conclusion. The biological wastewater treatment making use of Chlorella sp., microalgae can be considered as an effective choice in decolorating wastewater.Objetivo. Decolorar aguas residuales obtenidas de una empresa de pinturas, empleando la microalga Chlorella sp., como medio biológico de tratamiento. Materiales y métodos. Muestras de la microalga previamente cultivada con fertilizante como nutriente y fotoperiodos de luz y oscuridad, se tomaron para evaluar el efecto de la concentración inicial de la microalga Chlorella sp., en el proceso de bioremoción. Para tal fin, esta se cultivó a 0.10, 0.20 y 0.30 unidades de absorbancia en biorreactores con 200 mL de aguas residuales en presencia y ausencia de nutrientes. Se seleccionó el bioensayo con mejores porcentajes de remoción del color y se le determinó el DBO5 y DQO. Chlorella sp., inmovilizada en kappa carragenina también se estudió. Resultados. Los porcentajes de reducción de color de los bioensayos en ausencia de nutrientes fueron de 81.7, 69.7 y 58.3% para las concentraciones iniciales de 0.10, 0.20 y 0.30 unidades de absorbancia respectivamente y en presencia de nutrientes fueron 72.6, 69.0 y 86.8% para 0.10, 0.20 y 0.30 unidades de absorbancia respectivamente, en el día de máximo crecimiento. Los resultados de la microalga inmovilizada fueron de 72.60% y 78.36% de remoción del color para 0.4 y 1.6 unidades de absorbancia respectivamente. El bioensayo con mayor rendimiento de remoción fue el realizado en presencia de nutrientes a 0.30 unidades de absorbancia con cambios importantes en los valores de DBO5 y DQO. Conclusión. El tratamiento biológico de aguas empleando la microalga Chlorella sp., puede considerarse una alternativa eficaz en la decoloración de aguas residuales

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

Effect of time and type of electrolyte in the generation of oxide films on the aluminum alloy AA5083 - H116

The aim of the article is to evaluate the influence of the parameters of time and type of electrolyte on the thickness and hardness of the film generated by anodic oxidation on the aluminum alloy AA5083-H116. Electrolytes were evaluated, oxalic and phosphoric type with times of 30 and 45 min of anodizing. The morphology of the films was observed by scanning electron microscopy (SEM). The hardness of the surfaces was evaluated by means of Vickers tests. To validate the results, a factorial design was applied 22 . The results showed that the oxalic type electrolyte has the highest values of thickness and hardness.El objetivo del siguiente artículo es evaluar la influencia de los parámetros de tiempo y tipo de electrolito en el espesor y dureza de la película generada por oxidación anódica, sobre la aleación de aluminio AA5083-H116. Fueron evaluados electrolitos, tipo oxálico y fosfórico con tiempos de 30 y 45 min de anodizado. La morfología de las películas fue observada mediante microscopía electrónica de barrido (MEB). La dureza de las superficies se evaluó mediante ensayos Vickers. Para validar los resultados fue aplicado un diseño factorial 22 . Los resultados mostraron que el electrolito tipo oxálico presenta los mayores valores de espesor y dureza

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

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

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

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