Magnetoresistencia y Elasticidad Anisotrópica en Elastómeros Formados por Cadenas de Nanopartículas y Nanotubos Orientadas Magnéticamente.

MIETTA, JOSÉ LUIS; RUÍZ, MARIANO; ANTONEL, P.S.; PÉREZ, OSCAR E; BUTERA, A.; JORGE, G.A.; MAEDER, T.; NEGRI, R.M; LEYVA, A.G.

San Miguel de Tucumán

Encuentro; IV Reunión Nacional de Sólidos; 2011

LABORATORIO DE FÍSICA DEL SÓLIDO, Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología, Universidad Nacional de Tucumán

-Se obtuvieron compositos estructurados, con propiedades magnéticas, elásticas y eléctricas anisotrópicas, mediante dispersiones de nanopartículas, nanotubos o nanohilos magnéticos en una matriz polimérica elástica que es curada en presencia de campo magnético uniforme. Para ello se sintetizaron distintas nanopartículas (CoFe(2-x)SmxO4, Ni0, Fe3O4, 3-30 nm), y nanotubos y nanohilos de CoFe2O4. Las nanopartículas de CoFe(2-x)SmxO4 y Fe3O4 fueron recubiertas con plata, obteniéndose compuestos simultáneamente magnéticos y conductores de electricidad.-La preparación de los compositos estructurados consiste en dispersar los nanomateriales en un polímero elastómero (polidimetilsiloxano, PDMS) y realizar el curado del composito PDMS-nanomateriales a 75 °C en presencia de un campo magnético uniforme (0.3 T). Para ello se diseñó especialmente un molde rotatorio que permite asegurar homogenización durante el curado y facilidad para desmoldar. Por este procedimiento se obtienen compositos elásticos con presencia de cadenas formadas por aglomeración de nanopartículas y/o nanotubos, alineadas en la dirección del campo magnético aplicado durante el curado, las cuales fueron observadas y analizadas por SEM .- Las propiedades elásticas de los compositos estructurados se midieron empleando un Analizador de Textura. Se midió el módulo de Young (E) en las direcciones paralela y perpendicular a las agujas, obteniéndose valores significativamente mayores de E en la dirección paralela a las cadenas, llegando a medirse valores de E veinte veces mayores en dicha dirección que en la perpendicular a las cadenas al utilizar nanotubos de  CoFe2O4.  - Las propiedades magnéticas de los nanomateriales y de los compositos finales fueron investigadas por VSM y SQUID. Algunos presentan superparamagnetismo a temperatura ambiente (Fe3O4 y CoFe2O4 de 3 nm) y los restantes se encuentran magnéticamente bloqueados. Los compositos presentan anisotropía magnética, determinada por FMR, posiblemente debido a la anisotropía magnetocristalina de los nanomateriales sintetizados. - Los compositos formados por nanopartículas de magnetita recubiertas con plata, Fe3O4@Ag, presentan comportamiento óhmico, cuya resistencia eléctrica (R) es  anisotrópica (Rt >  R//) y, en cada dirección, varía con la presión mecánica aplicada (P) y la presencia de campo magnético (H).  En ausencia de H,  R disminuye con P en forma no lineal (posiblemente por efectos de percolación, mientras que en presencia de campo magnético Rt disminuye exponencialmente con el campo. Estas propiedades son de alta potencialidad para el desarrollo de sensores de presión, sensores de campo magnético y actuadores magnetoresistivos.