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La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) ha desarrollado un fotocatalizador basado en bismuto que se utiliza para el tratamiento de aguas. El fotocatalizador es una sustancia que, al ser expuesta a la luz, puede descomponer contaminantes presentes en el agua, convirtiéndolos en compuestos menos dañinos.

El equipo de investigadores de la UNAM ha logrado sintetizar nanopartículas de bismuto con propiedades fotocatalíticas, lo que significa que pueden acelerar las reacciones químicas en presencia de luz. Estas nanopartículas son altamente eficientes para degradar contaminantes orgánicos presentes en el agua, como colorantes y compuestos orgánicos tóxicos.

El uso de este fotocatalizador a base de bismuto tiene varias ventajas. En primer lugar, es un material abundante y de bajo costo, lo que lo hace más accesible para su implementación a gran escala. Además, presenta una alta estabilidad y durabilidad, lo que permite su reutilización en múltiples ciclos de tratamiento.

El desarrollo de este fotocatalizador tiene un gran potencial para el tratamiento de aguas residuales industriales y domésticas. Además, podría contribuir a la reducción de la contaminación del agua y mejorar la calidad del recurso hídrico en México y en otras partes del mundo.

En resumen, la UNAM ha desarrollado un fotocatalizador a base de bismuto que muestra una alta eficiencia en el tratamiento de aguas contaminadas. Este avance científico tiene el potencial de ser una solución económica y efectiva para mejorar la calidad del agua y abordar el problema de la contaminación hídrica.

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El bismuto (Bi), metal que México vende como materia prima y que se usa en cosmetología y productos farmacéuticos, promete tener una mejor aplicación en fotocatálisis para tratamiento de aguas residuales, gracias a una película delgada o recubrimiento creado en la UNAM.

Aunque el país produce 20 por ciento de bismuto (es segundo lugar en el mundo), casi nada le reditúa. Económicamente, explicó Sandra Rodil Posada, del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), no revierte nada a la nación porque se vende como materia prima, a bajo precio, sin ninguna aplicación de valor agregado.

En 2010, para dar ese valor a productos mineros por medio de la nanotecnología, se creó un consorcio multinacional de investigación y desarrollo tecnológico ( www.bisnano.org), integrado por universidades, centros de investigación y empresas.

Diferentes opciones

La UNAM participó en el estudio de diferentes opciones de compuestos de bismuto nanométrico con potencial aplicación de alta tecnología. Un producto de su quehacer científico es un óxido metálico basado en bismuto que compite con el óxido de titanio (TiO ₂), el material con que se descubrió que era posible la fotocatálisis (acelerar una reacción química con luz).

Se trata de películas delgadas (creadas por un grupo de investigadores del IIM: Stephen Muhl, Roberto Escudero, Enrique Sansores, Elizabeth Chavira, Monserrat Bizarro y Sandra Rodil) que tienen igual o mejor eficacia que el TiO ₂ para el proceso referido, aseguró.

El Bi en película (cierta fase cristalina, metaestable) tiene ventajas. A diferencia del P25 (el TiO ₂ comercial con el que se comparó), que para fotocatálisis funciona muy bien con luz ultravioleta, el óxido de bismuto lo hace con luz solar.

La radiación solar únicamente proporciona cuatro por ciento de luz ultravioleta, así que para que el TiO2 funcione como catalizador, es necesario colocarle una lámpara de luz ultravioleta al reactor para la degradación de moléculas orgánicas y la limpieza de aguas residuales, lo que implica un costo que no existiría con un semiconductor que trabaje con luz visible. Éste puede ser el óxido de bismuto sintetizado en la UNAM.

El óxido de bismuto tiene distintas fases cristalinas y al estar como películas delgadas surgen efectos de confinamiento que hacen posible obtener fases metaestables, que en estado másico sólo hay a temperaturas elevadas, arriba de 500 grados centígrados. Los científicos universitarios han sintetizado dos de estas fases cristalinas manteniéndolas estables a temperatura ambiente.

Degradación total

Monserrat Bizarro logró una degradación total de moléculas de colorantes con pura acción de luz solar, en tres horas, en un pequeño reactor con películas de óxido de bismuto.

El siguiente paso es demostrar si este semiconductor basado en Bi puede degradar una mayor variedad de moléculas orgánicas, como antibióticos, que son un problema para la salud al ser desechados.

Rodil Posada aclaró que no son los primeros en reportar las propiedades fotocatalíticas de los compuestos de Bi: hay muchos estudios de polvos nanométricos para tratamiento de aguas residuales, el problema es que luego hay que someter éstas a un filtrado para quitárselos, tercer proceso que implica un costo.

Aplicaciones

Podrían diseñarse diversos reactores para ese propósito, como un tubo de vidrio con una película depositada en su interior; al estar expuesto a la luz y circular el agua en su interior, se degradarían las moléculas orgánicas.

Otra opción sería colocarlas en rejillas por donde circule el agua o en una placa sumergida y en constante rotación. El líquido saldría libre de las moléculas orgánicas dañinas a la salud y al medio ambiente. Como la capa de estas películas es de menos de una micra de espesor, podrían cubrirse áreas grandes sin necesidad de cantidades elevadas de bismuto, expuso.

El potencial de aplicación es que, además de emplearse en soluciones acuosas, se usaría para purificar el aire, tanto en interiores como exteriores. Para que suceda la fotocatálisis es necesario que las moléculas se adsorban al semiconductor para que bajo la luz solar se logre la degradación. Así podría cubrirse una pared con estas películas para eliminar moléculas volátiles dañinas.

También sería factible implantarlo en un sistema de limpieza hospitalaria con un objetivo bactericida. Un quirófano podría estar pintado con óxido de bismuto que (por la acción de la luz solar sobre el semiconductor) impida el crecimiento de bacterias.

Una meta del equipo del IIM es hacer más eficiente el fotocatalizador. El óxido de bismuto utiliza una porción mayor de luz solar que el de titanio. Se trabaja para que use totalmente el espectro solar, abundó.

A su vez, se estudia en la degradación fotocatalítica de pesticidas o medicamentos (antibióticos, analgésicos, entre otros), que finalmente pueden llegar a los afluentes de agua o a las aguas residuales, generando efectos directos para la salud humana o indirectos, como la resistencia bacteriana a los antibióticos.

El desarrollo de todas estas aplicaciones requiere la formación de consorcios que apoyen la investigación básica y aplicada, lo que permitirá dar valor agregado a materias primas mexicanas.

El país no tiene titanio, así que el TiO ₂ que se usa proviene del extranjero; pero sí hay bismuto, materia prima a la que se le puede dar un alto valor agregado. Si el equipo de la UNAM sigue demostrando que es un semiconductor que funciona, el impacto puede ser favorable para la nación.

China es el primer productor de Bi en el mundo y apuesta al desarrollo tecnológico avanzado; ese elemento eventualmente estará en su mira, o quizá ya está, concluyó.

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La UNAM desarrolla un fotocatalizador a base de bismuto para el tratamiento de aguas residuales

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El bismuto (Bi), metal que México vende como materia prima y que se usa en cosmetología y productos farmacéuticos, promete tener una mejor aplicación en...

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El siguiente video acerca de las propiedades del bismuto nos expresa lo siguiente.

DESCRIPCIÓN y CARACTERÍSTICAS:
En la tabla periódica, el bismuto es un elemento químico sólido color blanco de número atómico 83, ubicado cerca del plomo, el antimonio y el estaño.

El bismuto original es blanco-plateado, pero cuando este se cristaliza adquiere una forma y colores exóticos en forma de espirales de cubos intercalados, esto ocurre porque entra en contacto con el oxígeno y se forma una fina capa de óxido de bismuto en la superficie de sus cristales, esa capa de óxido es la responsable de ese fenómeno óptico del bismuto.

A comparación de otros metales pesados, el bismuto es menos tóxico, lo que significa un bajo daño al medio ambiente y le brinda una mayor amplitud en sus usos y aplicaciones. Sin embargo, altas dosis de sus sales pueden dañar el hígado y causar efectos adversos como malestar corporal, presencia de proteínas en la orina, diarrea y reacciones cutáneas, pero al menos, no es cancerígeno.

-Debido a su densidad, similar a la del plomo (9,8 g/ml) el bismuto puede repeler los imanes en lugar de atraerlos.

-El bismuto tiene un bajo punto de fusión (271.3 C°)

APLICACIONES DEL BISMUTO:
El uso bismuto se encuentra en la industria: fabricación de aleaciones de bajo punto de fusión utilizadas en diversas industrias, como rociadores automáticos, soldaduras especiales, sellos de seguridad y calentadores de agua.

En resumen, el video nos muestra la razón de porqué el bismuto es un metal tan exótico con propiedades únicas que lo habilitan para múltiples usos industriales y médicos y con un impacto ambiental y de salud mínimo.

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BISMUTO: PROPIEDADES DEL METAL MÁS RARO QUE EXISTE

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Artículo n°1: PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL BISMUTO Y OXIDOS DE BISMUTO: SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y APLICACIONES

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Artículo n°1: PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DEL BISMUTO Y OXIDOS DE BISMUTO: SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y APLICACIONES

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Este artículo analiza las propiedades físicas y químicas del bismuto y sus óxidos, que se han estudiado durante las últimas dos décadas. El artículo cubre la síntesis, caracterización y aplicaciones del bismuto y sus óxidos, incluido su uso en catálisis heterogénea, medios de grabación magnética, microelectrónica, dispositivos termoeléctricos, lubricación y aplicaciones biomédicas. El documento también analiza las interesantes propiedades electrónicas del bismuto, como la alta movilidad de los portadores, la baja masa efectiva, la baja densidad de portadores y el largo camino libre medio.

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Artículo nº2: TERAPIA DE BISMUTO EN ENFERMEDADES GASTROINTESTINALES

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Artículo nº2: TERAPIA DE BISMUTO EN ENFERMEDADES GASTROINTESTINALES

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Este artículo de Sherwood Gorbach, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts y ex-editor de la revista "Clinical Infectious Diseases" (Enfermedades Clínicas Infecciosas) examina como es que la terapia de Bismuto ha demostrado ser eficaz contra la enfermedad de la úlcera péptica (úlceras en el estómago o intestino delgado) y la diarrea crónica, enfermedades gastrointestinales ocasionadas por la bacteria Helicobacter Pylori (bacteria del revestimiento del estomago humano responsable de infectar y causar distintas enfermedades gastrointestinales como úlceras pépticas, gastritis crónica, y algunos cánceres de estómago).

El bismuto actúa como antimicrobiano suprimiendo el crecimiento del H. pylori sin eliminarlo, lo que reduce la inflamación del revestimiento estomacal.

En este artículo también se aborda la posibilidad del uso del bismuto contra otras enfermedades gastrointestinales como la colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn debido a las características antiinflamatorias y cicatrizantes que el bismuto le brinda a los antibióticos.

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Artículo nº3: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DEL TITANATO DE BISMUTO DOPADO CON NIOBIOSÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DEL TITANATO DE BISMUTO DOPADO CON NIOBIO

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Artículo nº3: SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DEL TITANATO DE BISMUTO DOPADO CON NIOBIOSÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DEL TITANATO DE BISMUTO DOPADO CON NIOBIO

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En el estudio, se obtiene titanato de bismuto puro y dopado con niobio mediante el método sol-gel. La densificación se realiza mediante sinterizado tradicional y asistido por arcos eléctricos. Se observa distorsión en la estructura debido a la sustitución de titanio por niobio. Las muestras no muestran fases secundarias y la textura cristalográfica se ve afectada por el sinterizado asistido por arcos eléctricos. El niobio influye en la forma y tamaño de los granos. Los lazos de histéresis ferroeléctrica muestran cambios en el comportamiento ferroeléctrico. Las muestras obtenidas por sinterizado tradicional tienen una mayor polarización remanente, mientras que las obtenidas por sinterizado asistido por arcos eléctricos tienen una mayor permitividad relativa debido a la distribución no homogénea del niobio.

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Artículo n°4: ERRADICACION DE HELICOBACTER PYLORI CON TERAPIA CÚADRUPLE CON BISMUTO

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Artículo n°4: ERRADICACION DE HELICOBACTER PYLORI CON TERAPIA CÚADRUPLE CON BISMUTO

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En este artículo un grupo de científicos elaboraron una investigación cuyo objetivo es el de evaluar la eficacia y seguridad de la terapia cuádruple con omeprazol más “una cápsula tres-en-uno” que contiene subcitrato de bismuto, metronidazol y tetraciclina (BMTO) en pacientes, naïve y fracasos previos, diagnosticados de infección con Helicobacter pylori, en el área de Sevilla, en condiciones de práctica clínica habitual.

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Artículo n°5: DESARROLLO DE OXIHALOGENUROS DE BISMUTO PARA LA FOTODEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS Y OXIDACIÓN DEL AGUA: EFECTO DEL PARÁMETRO DE SÍNTESIS Y ESPECIES DE HALUROS.

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Artículo n°5: DESARROLLO DE OXIHALOGENUROS DE BISMUTO PARA LA FOTODEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS Y OXIDACIÓN DEL AGUA: EFECTO DEL PARÁMETRO DE SÍNTESIS Y ESPECIES DE HALUROS.

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Este artículo de investigación analiza el desarrollo de oxihaluros de bismuto como fotocatalizadores para la degradación de contaminantes orgánicos y la oxidación del agua. El artículo examina el efecto de los parámetros de síntesis y las especies de haluros en la actividad fotocatalítica de los oxihaluros de bismuto. El estudio encontró que la actividad fotocatalítica de los oxihaluros de bismuto está influenciada por el método de síntesis, las especies de haluros y la presencia de cocatalizadores. Los resultados sugieren que los oxihaluros de bismuto tienen un gran potencial para su uso en aplicaciones de remediación ambiental y tratamiento de agua.

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Artículo nº6: MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE BISMUTO Y ÓXIDO DE BISMUTO DEPOSITADOS POR MAGNETRÓN SPUTTERING UBM 

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Artículo nº6: MICROESTRUCTURA Y PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE BISMUTO Y ÓXIDO DE BISMUTO DEPOSITADOS POR MAGNETRÓN SPUTTERING UBM 

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Este artículo de investigación analiza la microestructura y las propiedades eléctricas de películas delgadas de bismuto y óxido de bismuto depositadas por magnetrón sputtering UBM. El estudio examina las propiedades microestructurales y eléctricas de las películas y cómo se ven afectadas por los parámetros de deposición. Los resultados muestran que la microestructura y las propiedades eléctricas de las películas están influenciadas por los parámetros de deposición, como la temperatura del sustrato, el tiempo de deposición y la presión del gas. El estudio concluye que la pulverización UBM con magnetrón es una técnica adecuada para depositar películas delgadas de bismuto y óxido de bismuto con propiedades microestructurales y eléctricas deseables.