Sistemas de nanopartículas magnéticas: estudos experimentais e simulações Monte Carlo

Abstract

Fapesp pela bolsa de doutorado concedida. Ao meu orientador, Daniel Reinaldo Cornejo, que me orientou desde a iniciação científica até o doutorado, e que foi a pessoa mais importante para a minha formação acadêmica. Ao professor Stefan Odenbach, da Technische Universität Dresden, pela sua supervisão durante o período em que usufrui da bolsa BEPE da Fapesp. Ao professor Antônio Martins Figueiredo Neto pelas discussões e suporte na preparação das amostras. Ao professor Carlos Alberto Ramos, do Centro Atómico de Bariloche, pelas medidas de ressonância ferromagnética. Ao professor Luiz Nagamine pela ajuda com os ajustes dos espectros Mössbauer. À professora Sylvia Carneiro, do Instituto Butantan, pelas imagens de microcopia eletrônica de transmissão. Ao Tarsis, do Laboratório de Cristalografia, pelas medidas de raios X. Aos funcionários do LMM, Sergio, Renato e Marcelo, por toda ajuda com os equipamentos, confecção dos porta-amostras e amizade. Aos demais colegas do LMM, professores Antonio Domingues e Carmen Partiti, e todos os alunos que tive a oportunidade de conhecer durante todos esses anos. Aos funcionários da oficina mecânica e criogenia, Paulo, Marcão, Vagner, Gilberto e Luciano. À Rita, técnica do grupo de Fluidos Complexos, por ter me orientado no preparo das amostras de cristais líquidos. Aos colegas da Technische Universität Dresden, Lisa Sprenger, Johannes Nowak, Julia Linke e Dmitry Borin. Ao Renato por todo companheirismo, apoio, paciência e ajuda com problemas computacionais. À minha família, em especial ao meu irmão Juliano, à minha mãe Irany e meu pai Paulo (in memoriam) que sempre me apoiaram e me incentivaram em todas as minhas escolhas. ix S U M Á R I O introdução 1 magnetismo de nanopartículas 5 2.1 Efeitos de superfície em nanopartículas 10 2.2 Interações entre partículas magnéticas 14 2.3 Contribuições de simulações utilizando o método de Monte Carlo na compreensão do magnetismo de nanopartículas 16 2.4 Fluidos magnéticos 17 2.4.1 Cristais líquidos dopados com nanopartículas magnéticas 21 2.4.2 Efeito magnetoviscoso 24 métodos experimentais 27 3.1 Caracterização estrutural das amostras 27 3.1.1 Difratometria de raios X 27 3.1.2 Determinação do tamanho de nanopartículas utilizando um microscópio eletrônico de transmissão 30 3.1.3 Espectroscopia Mössbauer 31 3.2 Caracterização magnética das amostras 33 3.2.1 Magnetometria SQUID 33 3.2.2 Curvas Zero Field Cooling-Field Cooling (ZFC-FC) 35 3.2.3 Curvas de remanência e ∆m 37 3.2.4 Curvas de inversão de primeira ordem (FORCs) 39 3.2.5 Medidas de suscetibilidade AC 44 3.2.6 Ressonância ferromagnética 45 3.3 Caracterização magnetoreológica de fluidos magnéticos 53 3.4 Algoritmo de Metropolis 56 estudos experimentais 59 4.1 Caracterização estrutural dos ferrofluidos comerciais 59 4.1.1 Microscopia de transmissão de ferrofluidos 59 4.1.2 Difratometria de raios X 63 4.1.3 Espectroscopia Mössbauer 64 4.2 Caracterização magnética de ferrofluidos congelados 67 4.3 Curvas ZFC-FC e transição de fase do estado sólido para o líquido em ferrofluidos 80 4.3.1 Obs...

>p<Síntese de nanopartículas de Ni/Ni>sub<3>/sub<C via decomposição térmica na presença dos pares ligantes oleilamina/ácido oleico e oleilamina/óleo de palmiste: um estudo comparativo através de técnicas de caracterização convencionais e análise local por espectroscopia de correlação angular &gamma; - &gamma; perturbada>/p<

“…Em regime nanométrico, as propriedades magnéticas dos materiais tendem a ser afetadas por fatores como tamanho, forma, efeitos de superfície, cristalinidade e interações estabelecidas. De modo que uma correlação entre as propriedades estruturais e morfológicas desses sistemas com suas propriedades magnéticas, podem ser determinantes para uma compreensão de fenômenos físicos locais (99).…”