Compositos nanoestructurados basados en ferrita de cobalto y polipirrol

IGNACIO MUÑOZ RESTA; GUILLERMO A. JORGE; FERNANDO V. MOLINA; P. SOLEDAD ANTONEL

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Los compositos de nanoestructuras magnéticas embebidas en matrices de polímeros conductores resultan de sumo interés dado que presentan múltiples funcionalidades, combinando las propiedades de ambos materiales1,2. Potencialmente, pueden ser utilizados como sensores que respondan a estímulos externos diversos, como campos magnéticos o señales eléctricas. Objetivos: Sintetizar y caracterizar nanopartículas ferromagnéticas de CoFe2O4. Preparar compositos de dichas nanopartículas y polipirrol (PPy) y estudiar la interacción entre ambos componentes. Caracterizar los materiales obtenidos. Resultados: Los compositos fueron preparados por polimerización in-situ del monómero pirrol (Py) en presencia de una dispersión de nanopartículas de CoFe2O4, bajo sonicación y agitación mecánica constante. Se utilizó ácido p-toluensulfónico como medio ácido y persulfato de amonio como agente oxidante. Se obtuvieron distintos compositos, variando la relación molar monómero : nanopartícula. A partir de la caracterización por SEM (Scanning Electron Microscopy) y TEM (Transmission Electron Microscopy) se encontró que las nanopartículas redujeron su tamaño durante la polimerización en la misma proporción independientemente de la relación molar entre los compuestos, por lo que se deduce la necesidad de utilizar un agente protector durante la síntesis. Los compositos también fueron caracterizados mediante un análisis termogravimétrico (TGA), encontrándose la proporción de CoFe2O4 y PPy en cada uno de ellos. Continuando con las caracterizaciones, se observó un marcado descenso de la conductividad eléctrica para la relación monómero : nanopartícula 0,5:1, de alrededor de 3 órdenes de magnitud con respecto a relaciones con mayor proporción de polímero. A partir de las medidas de magnetización por VSM (Vibrating Sample Magnetometer) se encontró que tanto el campo coercitivo (Hc) como el campo magnético requerido para alcanzar la magnetización de saturación (Ms) disminuyen conforme aumenta la cantidad de polímero, lo que surgiere algún tipo de interacción entre las nanopartículas y el polímero conductor. Por último, a partir del análisis por espectroscopía infrarroja (FTIR) se encontraron los picos característicos tanto del PPy como de CoFe2O4, lo que es indicador de una síntesis exitosa. A su vez, se observó el corrimiento de ciertos picos, hecho que también está de acuerdo con la presencia de interacciones entre ambos componentes. Conclusiones: Se obtuvieron y caracterizaron compositos de CoFe2O4 y PPy con propiedades magnéticas y conductoras, es decir, que mantuvieron las características de ambos componentes. Por variación de la relación monómero : nanopartícula fue posible modular dichas propiedades. Referencias bibliográficas 1. Z. Guo, K. Shin, A. B. Karki, D. P. Young, R. B. Kaner, H. T. Hahn, J. Nanopart. Res. 11 (2009) 1441-1452. 2. X. Li, M. Wan, Y. Wei, J. Shen, Z. Chen, J. Phys. Chem. B 110 (2006) 14623-14626.