Evidencia de formación de arreglos elongados de nanopartículas magnéticas bajo la influencia de campos AC: Impliciones en la transferencia de calor en fantomas.

DANIELA P. VALDÉS; TEOBALDO E. TORRES; ANA C. MORENO MALDONADO; MARCELA S. NADAL; ROBERTO D. ZYSLER; GERARDO F. GOYA; EMILIO DE BIASI; ENIO LIMA JR.

Mar del Plata

Congreso; 20◦ Congreso Internacional de Materiales, SAM - CONAMET 2022; 2022

SAM - CONAMET 2022

La formación y el control de arreglos de nanopartículas magnéticas (NPs) durante experimentosde hipertermia magnética (HM) en medios con viscosidades similares a las del entornointracelular son de suma importancia para la optimización de la absorción específica de potencia(SPA) [1]. Un gel polimérico con viscosidad ajustable, como el de poliacrilamida, puedefuncionar como un fantoma para emular la viscosidad intracelular [2].En este trabajo se prepararon NPs de óxido de hierro con un diámetro de 25 nm (σ = 7 nm)mediante el método de descomposición térmica. La caracterización magnética permitiódeterminar la magnetización de saturación (MS = 68 emu g−1 a temperatura ambiente) y latemperatura media de bloqueo (<TB> ∼ 10 K).Realizando un recubrimiento de glucosa posterior a la síntesis se pudo cambiar el carácter dehidrofóbico a hidrofílico.Se prepararon dos tipos de fantomas a base de gel de poliacrilamida al 8% conteniendo NPsdispersas: uno fue gelificado convencionalmente (con las NPs dispersas) y otro fue gelificadodurante el experimento de HM con un campo AC de amplitud H0 = 400 Oe y frecuencia f = 350kHz, cada uno a concentraciones de NPs de 0.1 y 0.5 % en peso. Las imágenes de estos gelesobtenidas con un microscopio de haz de iones y electrones enfocados en condiciones criogénicas(Cryo-FIB-SEM) confirmaron la formación de estructuras similares a cadenas para los gelesexpuestos al campo AC (Figura 1). Se realizaron experimentos de absorción de potencia bajocampos magnéticos AC con amplitud H0 = 400 Oe y frecuencia f = 350 kHz. La evolución de latemperatura fue monitoreada a través de una cámara termográfica y a partir del procesamiento delos videos se obtuvieron mapas de temperatura espacio-temporales. Se observaron diferenciasentre los distintos tipos de geles que pueden ser interpretadas a partir del efecto de lasinteracciones dipolares entre NPs en el SPA.Para concluir, obtuvimos incrementos de temperatura considerables para las NPs dispersas en unmedio que emula la viscosidad del citoplasma y confirmamos la formación de arreglos elongadospara las muestras gelificadas in situ en el experimento de HM, lo cual es de gran importancia paraoptimizar la aplicación en células.