Magnetoresistencia en compositos de nanopartículas magnéticas y polímeros conductores

M. LANÚS MENDEZ ELIZALDE; J. M. SELLÉS; G. A. JORGE; F. V. MOLINA; P. S. ANTONEL

Capital Federal

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

La preparación de compositos de nanoestructuras magnéticas embebidas en matrices de polímeros conductores resulta muy interesante, dado que los mismos presentan funcionalidades múltiples, combinando la conductividad eléctrica de los polímeros conductores con la propiedad magnética de las nanoestructuras. Además, las propiedades intrínsecas del material se pueden modular a través de un estímulo externo (por ejemplo, la aplicación de un campo magnético de intensidad variable), abriendo un gran abanico de aplicaciones tecnológicas. En este trabajo se prepararon, por vía química, compositos basados en nanopartículas magnéticas de CoFe2O4 de aproximadamente 15 nm y dos polímeros conductores distintos: polietilendioxitiofeno (PEDOT) o polipirrol (PPy). En el medio de reacción se incorporó ácido dodecilbencensulfónico (DBSA), quien actúa como agente protector de las nanopartículas y como medio ácido (necesario para la polimerización de los precursores de los polímeros conductores utilizados). Los compositos fueron caracterizados por SEM, TEM, DRX, termogravimetría, medidas de magnetización y medidas de conductividad eléctrica, en ausencia y en presencia de campos magnéticos externos. Se obtuvieron compositos con buenas propiedades magnéticas y conductoras, donde las nanopartículas se mantuvieron intactas, gracias a la presencia del DBSA. En las imágenes de SEM y TEM puede observarse que la presencia del polímero favorece la dispersión de las nanopartículas y que una baja relación monómero : nanopartícula en el medio de reacción da lugar a la formación de nanoestructuras del tipo core-shell. En cuanto a las medidas conductividad eléctrica en función del campo magnético aplicado se obtuvieron resultados muy interesantes. En particular, para el caso de los compositos con PEDOT con una relación molar monómero : partícula = 2:1 se observó que la conductividad eléctrica depende fuertemente de la intensidad del campo magnético aplicado y, además, dicha dependencia es consistente con la curva de histéresis magnética de las nanopartículas. La magnetoresistencia (esto es, la resistencia al campo aplicado, H, menos la resistencia a H = 0, dividido la resistencia a H = 0) para este material resulta ser como máximo de un 2 %, ocurriendo la mayor variación con el campo magnético sobre todo a campos bajos. Esto muestra que estos materiales son prometedores para su uso como sensores de campo magnético. Por último se observó que la magnetoresistencia depende fuertemente de la relación monómero : partícula, hecho que permite deducir que existe una fuerte interacción entre ambos componentes en los compositos.