铋的特性以及应用前景

铋（bismuth）是一种金属元素，元素符号是 Bi，原子序数是83，在元素周期表中位于第六周期第五主族，是元素周期表中的最后一个相对稳定的元素。它和铅一样，都是重金属，但和铅不一样的是，它的单质和化合物常常低毒或无毒，有的毒性甚至低于 NaCl，这一点使得铋成为公认的绿色金属。

社会公众对铋元素的了解极为有限，很多人甚至没有听说过这样一种元素。作为一种金属元素，和铂、金、银等贵金属相比，它出身寒门，身价低微；和铜、铁、锡、铅等常见金属相比，它的应用极为有限，以至于零落江湖，无人关注。

据说在古希腊时代就用金属铋做箱盒的底座了，但这种金属常常和锡、铅的矿石混杂在一起，直到16世纪，德意志的炼金术士还把铋和锡认为是另外两种铅，甚至认为铋是铅向银转变过程的中间物质，如果给予更多的时间，铋能够转化为银。显然，这是一种荒诞的认识。

最迟在19世纪初，铋已经用于胃溃疡等胃病的治疗，这也是我们今天最为熟悉的铋的应用，比如果胶铋、次枸橼酸铋、铝酸铋、胃铋镁等胃药，尽管我们很少关注其中含有铋的成分。

从20世纪60年代开始，对铋元素的研究开始迅速增长，主要集中在物理、化学性质及其应用，如电导、热导、热电、压电、光、磁、电磁、催化等性质及其在医药、电子、材料等领域的应用。特别是近十年、近二十年对铋的研究更是急剧上升，尤其是在医药、半导体、光电催化等领域。

铋的原子序数大，相对原子质量大（208.98），能够衰减、屏蔽 x射线或γ辐射，可用于医学成像中的造影或防护。利用铋基纳米化合物或者复合物的成像性、药物性、载药性、荧光、光声和光热等特性，可以实现对肿瘤部位的多模态诊断与治疗，如 CT成像、荧光成像、光声、光热治疗、放射治疗、光动力治疗等，从而提高癌症诊断和治疗的准确性和高效性。铋的密度很大（9.8g/cm3），是铅密度的87%。

此外，铋及其化合物、复合物很多具有良好的光和光电响应，能在紫外、可见或近红外光区被激发并表现出一定的光吸收、光致发光和光电响应，可以应用在发光材料，光、电催化产氢和降解污染物，以及光电探测器、场发射显示器、太阳能电池等领域，特别是铋基钙钛矿太阳能电池被誉为“光伏领域的新希望”。