비스무트-The Magic Element

SPECIAL ISSUE

본 기사는 비스무트-The Magic Element special issue 의 일부입니다.

비스무트의 특수 성격은 지난 25 년 동안 만 진정으로 평가되었습니다. 그 전에,화학적 연구의 관련 요소로 대부분 전통적인 무기질 측면,같은 주소,산–염기 및 고체화학의 할로겐화물 및 chalcogenides 포함하여 해당 bismuthates. 그 작업은 몇 가지 간단한 조정 화합물과 organobismuth 종과 polycations 및 polyanions 와 드문 화합물로 첫 번째 단계에 의해 보완되었다.

최근,더 깊이 이해가 발생하기 때문에 인지도의 매우 뛰어난 비스무트 화합물의 물리적 및 화학적 특성을 같이하지 않는 그들의 특성 및 충격에 다른 요소는 많은 과학 분야에서 화학,물리학,재료 과학. 비스무트는 주기율표의 가장 무거운 본질적으로 nonradioactive 요소 중 하나입니다(209Bi 는 2.01×1019 년의 반감기를 가지고 있습니다!)그리고,이와 같이,거대한 스핀–궤도 커플 링을 보유하고있다. 이 요소 또한 전시 stereochemically active6s2 고독한 전자의 쌍,을 채택할 수 있습니다 큰 다양성의 조정 번호와 결합 모드를 형성 화합물의 넓은 범위를 가진 nuclearities 할 수있는 능력을 가지고 있을 채택은 모든 산화 및 감소한국에서 5+3–에서는 화합물 비스무트–비스무트,비스무트–금속,비스무트–비금속 상호 작용합니다. 일부를 강조의 놀라운 특성의 비스무트,우리는 현재 이 무기화학 포럼,”비스무트—마법소”,기 위해서 선보이는 그 화합물의 다양성에 걸쳐 있는 무기,organoelement,무기 및 유기 하이브리드 변종을 강조하는 것에 대한 거대한 잠재력을 발전에도 여전히 존재하는 미래의 연구에의 비스무트 기반의 과학이 아니다.

에서는 기본적인 화학 뷰 포인트,하나의 인식의 모양 새로운 클래스의 비스무트 화합물과 함께 매우 기타 구조 및 화학적 특성 등장에서 새로운 합성 개념이 있습니다. 대형 비스무트 폴리 아니온 및 폴리 케이션 외에도 Axel Schulz 및 동료(DOI:10.1021/acs)가보고 한 Bi–N 화합물과 같은 헤테로 원자 케이지가 포함됩니다.이노르쳄9b03221),또는 거대한 비스무트 oxido 클러스터와 같은 문서에서 제시하여 마이클 Mehring 및 공동 저자는 보고는 세륨-doped 다핵 Bi–O 클러스터 및 그것의 저하를 도핑 비스무트산화물(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03240).

여러 가지 내의 기사는 이 포럼 문제에 빛의 변화 비스무트의 잠재적인 산화국,바인딩 파트너,그리고 조정 환경에서는 크게는 과소 평가한다. 새로운 비스무트 기반 촉매제는 현재 개발 중이 보여주는 놀라운 본드-잠재력을 활성화,그리고 관련 화합물과 함께 새로운 협력을 모티브는 조사를 받고 더욱 확장해야합니다. 에서 자신의 포럼에 대한 문서의 구조,heteroaromaticity,및 루이스의 산 bismepines,리히텐베르크 및 공동 저자 논의의 속성 중립적이고 양이온 비스무트 화합물(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03189).

비스무트 연구의 또 다른 매우 국소적인 방향은 새로운 자료를 다룹니다. 호텔 비스무트는 기간 동안 6 원소는 요소에 의해 영향을 받는 상대론적 효과들에게 특별로 6s–6p 이웃 탈륨,납,폴로늄 그러나지 않고는 독성이 있습니다. 따라서,그것은 또한 지속 가능할 수있는 기능성 화합물 및 재료를 개발하기위한 완벽한 후보입니다. 이 사실이 보유 하고있다 특히 perovskite 스 관련 태양광 셀는 재료를 대체할 수 있어 현재 인기가 있지만,유독 이어질 화합물에 의해 여러 문서에서는 이 포럼 문제입니다. 여기에는 Canepa,Cheetham 및 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03214)뿐만 아니라 Mao,Seshadri 및 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03415),하이네 및 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03287),그리고 반도체 Bi2O2(C4O4)금속–유기농 framework 에 의해 준비 Horcajada 및 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03290).

의 잠재적인 사용이 특히 북극 halido bismuthates 로서 유전체 및 비선형 광학적인 물자는 또한 동기를 부여하는 조사의 강유전 특성,상세한 포괄적인 문서를 통해 Jakubas et al. 비스무트 기반 유기-무기 하이브리드(C2H5NH3)2 및 그 상 전이(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03193). 또한 비스무트는 최고 성능의 열전 재료 중 일부에서 발견됩니다; 예를 들어,슐츠와 공동 저자에 대한 보고서는 새로운 방법의 이온성 액체 기반의 저온 합성의 단계는 순수한 크리스탈 비스무트 chalcogenide 나노입자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03060). 또한,요소의 엄청난 스핀 궤도 결합의 효과에 대한 책임은 topological 및 양자 재료 특성 분야는 실질적으로 알 수 없는 십여 년 전입니다. 이것은 Anna Isaeva 와 Michael Ruck(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03461).

현대적이고 혁신적인 합성 접근했을 추가 확장에서 개발의 새로운 비스무트 기반의 고체. 외 응용 프로그램의 저온 합성과 같은 이오니아-액체-기반 위에서 설명한 방법의 사용,비스무트-유출 기술을 추가 이러한 측면에서 최근 몇 년 동안. 금속 MgNi2Bi4 의 제조를위한 요소의 사용은 Latturner 와 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄이러한 방식으로 제조 된 다 성분 전이-금속-베어링 비스무티드의 합성은 Ovchinnikov 및 Bobev(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b02881). 아직도,기존의 방법을 최적화할 수도 있습니다 및 고용에서는 더 많은 통제되는 방법에 따라 깊이있는 연구에서 다루는 문서를 통해 니만이고,공동 저자는 연구 비스무트 양이온으로 손잡이”조정”제어 어셈블리와 분해에서의 무기 합성과 자연에서(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03646).

놀라운 사실은 앞서 언급했듯이는 비스무트가 가장 무거운 nonradioactive 금속에서 정기적인 테이블은 거의 독성 동기를 부여 개발의 모든 개의 잠재적인 가치에 의학과 건강 관리입니다. 실제로,그 화합물의 수렴,살균 및 이뇨 효과는 연금술시기부터 알려지고 적용되어왔다. 잘 알려진 주지 못하는 것처럼 보이-비즈몰(비스무트 subsalicylate)및 드 Nol(콜로이드 비스무트 subcitrate)은 유명한 예제이지만,더 많은 최근의 연구는 감독으로 개발의 새로운 화상 진찰 대전,생리 활성 화합물 비스무트로서 한 마약,metallodrugs 퇴치를 위한 레슈마니아증 및 antitumor 과 항균성 대리인. 이러한 맥락에서,구 조,과 공동 저자는 보고서에 비스무트 oxide nanosheets as radiosensitizers 와 catalase 같은 활동을 위한 저산소증 완화 및 종양는 방사선 치료(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03280). 그러나,그들은 점,선택도의 세포 독성의 비스무트 화합물과 그들의 잠재적인 영향에 건강한 세포는 여전히 문제입니다. 중요한 논의는 창연적으로”녹색”금속에서 찾을 수 있습니다 포괄적인 연구에서 항균 활동의 세포 독성 및 organobismuth thiolate 복합체에 의해 안드로이드와 공동 저자(DOI:10.1021/acs.이노르쳄9b03550).

부여 신속하고 지속적인 확장의 비스무트와 관련된 연구는 또한 반영한 의지는 연구의 기관과 자금 지원 기관 전세계 그것을 지원하는 이 포럼 문제가 아니에 의해 전체 이미지는 무엇이 진행되고 있는지에 화학 비스무트는 이러한 일입니다. 여기에서,우리는 일부 일류 저자들에 의한 주제의 대표적인 선택을 제시하고자했다. 우리 모두에게 감사의 위해 그들을 자신의 정밀한 기여하고,이의 컬렉션을 포럼의 기사로,우리는 희망을 자극하는 식욕에 대한 더 많은 연구와 지속적인 발전의 매혹적인하고”마법의”화학 비스무트에 있습니다.

이 사설에서 표현 된 견해는 저자의 견해이며 반드시 ACS 의 견해는 아닙니다.

Author Information

ARTICLE SECTIONS

  • Corresponding Author
    • Stefanie Dehnen, Associate Editor, Departmentof Chemistry, Philipps University Marburg, Hans-Meerwein Strasse 4, Marburg 35043, Germany, http://orcid.org/0000-0002-1325-9228, Email:
  • 저자
    • Mercouri Kanatzidis,객원 편집자,Departmentof 화학,노스웨스턴 대학교,2145Sheridan Road,Evanston,Illinois60208,미국,http://orcid.org/0000-0003-2037-4168
    • Hongzhe 태양,객원 편집자,Departmentof 화학 홍콩 대학교,종 Yuet 명나라 화학물,Pokfulam Road,홍콩,중국 http://orcid.org/0000-0001-6697-6899

전기

제 섹션

스테파니 Dehnen

스테파니 Dehnen 얻어진 그녀의 졸업 1993 년에 그녀는 박사 학위 1996 년 대학에서 카를 스루에서의 감독 Dieter 며 실험과 이론적 조사의 구리 황화물과 셀렌 클러스터입니다. 2006 년 이후,그녀는 전체교수 무기화학에서 Philipps 마르부르크 대학은 현재의 위원장 GDCh 부문에 대한 무기화학,의 부사장 GDCh,그리고 편집장으로의 무기화학. 으로 2016 년,그녀가 전체 구성원의 괴팅겐 아카데미 과학과 인문학 및 과학 아카데미문학과 마인츠 및 2019 년에 그녀는 선임 연구원의 유럽의 과학 아카데미. Dehnen 교수는 gdch 의 Alfred-Stock Memorial award 의 2020 년 수상자로,그녀의 긴 수상 목록에 가장 최근에 추가되었습니다. 현재 그녀의 연구 분야로 구성 합성,메커니즘을 형성,안정성,반응성,그리고 물리적 특성 화합물의 재료로 바이너리 및 삼 chalcogenidometalate 음이온,organotetrel chalcogenide 화합물,이진 Zintl 음이온,그리고 원 intermetalloid 클러스터를 포함하여 polybismuthides.

Mercouri Kanatzidis

Mercouri G Kanatzidis 에서 태어났 테살로니키,그리스,1957. 그는 그리스의 아리스토텔레스 대학교에서 학사 학위를 받았으며 박사 학위를 받았습니다. 화학 학위 Iowa 주립대학교에서 1984 년,그리고 박사 후 연구원 미시간대학교 및 노스웨스턴 대학교에서 1985 년 1987. 그는 현재 노스 웨스턴 대학(Northwestern University)의 Charles E. 와 Emma H.Morrison 화학 교수입니다. Kanatzidis 교수는 National Science Foundation,Alfred P.Sloan Fellow,Beckman Young Investigator,Camille 및 Henry Dreyfus 교육 학자 및 Guggenheim Fellow 의 대통령 젊은 조사관으로 선정되었으며 2003Alexander von Humboldt Prize 를 수상했습니다. 그는 많은 상을 받았고,가장 최근에 삼손이 국무총리 1M 상품에 대한 혁신에 대체 연료를 위한 교통편(2016),2016 년 미국화학회의 James C.McGroddy 상품에 대한 새로운 소재,2016 년 미국화학회의상에서 무기화학,그리고 미국연구원 화학과 화학의 선구자상 수상(2018). 그는 왕립 화학 학회의 동료입니다. 그는 현재 연구에 초점을 맞추고 종합과학의 chalcogenide 고 간 소재,hybrid halide perovskites,열전 물질,그리고 다공성 반도체.

Hongzhe 태양

Hongzhe 태양 박사를 받았느 정도의 대학에서 런던(버크 벡 대학)1996 년에서의 감독 아래 Peter J.Sadler. 에딘버러 대학에서 박사후 연구원으로 2 년 후 1998 년 홍콩 대학에 입학하여 2007 년 교수로 승진했습니다. 그는 bioinorganic 화학에서 노먼과 세실리아 Yip 교수이며,현재 화학에 대한 연구 부문의 연기 이사. 교수. 썬의 연구 작업은 생물학과 의학에서 금속—특히 비스무트-에 있습니다. 그는 하나의 개척자들이 소개 metallomics/metalloproteomics 을 bioinorganic 화학을 밝히기 위해 잠재적인 metallodrug 인 단백질에 병원균과 편집한 책 생물학의 화학 비소,안티모니와 비스무트(John Wiley,2011). 그는 받는 사람의 WuXi AppTec 생활 화학을 연구대상(2016)을 인식하는 그의 작품에서 최첨단 사이의 무기화학 및 생물/의약,특히 자신의 혁신적인 작품에 metallobiology 을 극복 항생제 내성.

인용

이 문서에서 인용된 1 행합니다.

  1. Dongxun Chen,Jianqiang Bi,Weili Wang,Xiaojia Wang,Yuhai Zhang,Yanjie Liang. 매우 안정한 K0.3Bi0.7F2 의 신속한 수성상 합성.4 upconversion nanocrystalline particles at low temperature. Inorganic Chemistry Frontiers 2021, 47 https://doi.org/10.1039/D0QI01284J

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