COMPOSITOS MAGNETOELÉCTRICOS Y PIEZORESISTIVOS DEPOLIMEROS-NANOPARTÍCULAS MAGNETICAS CUBIERTAS CON PLATA,INCLUYENDO PELICULAS GRUESAS (SCREEN-PRINTING).

MARIANO M. RUIZ; JOSÉ LUIS MIETTA; OSCAR E. PEREZ; ALEJANDRO BUTERA; CARLINE JACK; THOMAS MAEDER; GUILLERMO JORGE; MARTÍN NEGRI

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquimica y Quimica Inorganica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Los elastómeros magnetorheológicos (MRE) son materiales sintetizados por incorporación de partículas magnéticas en una matriz elástica. Tienen gran importancia tecnológica pues pueden variar sus propiedades físicas al aplicarles un campo magnético, y presentan potencial aplicación en sensores y actuadores. Objetivos: Primeramente se procuró la síntesis de nanopartículas (NPs) magnéticas de magnetita (Fe3O4) y ferritas de cobalto (Fe2CoO4) por el método de coprecipitación y su caracterización comprendió estudios por DRX, TEM, SEM+EDS, VSM, FMR, y SQUID. Para las Nps de Fe2CoO4 se buscó estudiar el efecto de la sustitución de Fe por Sm y de la calcinación a altas temperaturas en sus propiedades cristalinas y magnéticas. Posteriormente, sobre la base de las NPs obtenidas se buscó recubrirlas con plata para obtener compuestos magnéticos y conductores eléctricos. Finalmente se apunta a la elaboración de MRE curando dispersiones de nanopartículas (NPs) de ferritas de cobalto y magnetitas recubiertas con plata (Fe2CoO4@Ag y Fe3O4@Ag, respectivamente) en elastómeros (p.ej, polidimetisiloxano, PDMS), realizando el curado por acción de la temperatura en presencia de un campo magnético uniforme. El estudio de MRE comprende determinación de módulo de Young, relajación magnética, y determinación de anisotropía magnética mediante estudios de FMR y VSM. Resultados: Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Al curar los compositos en presencia de campo magnéticos se logró formación de cadenas (agujas) inorgánicas alineadas en la dirección del campo. Se midió el módulo de Young en sentido paralelo y perpendicular a las agujas formadas, estimándose la anisotropía elástica del material. Con los estudios de FMR y VSM se determinó también anisotropía y relajación magnética. Para el caso de MRE elaborados con Fe3O4@Ag se obtuvo un material con propiedades piezo y magneto resistivas. Las mismas nanopartículas de Fe3O4@Ag y Fe2CoO4@Ag se emplearon para la elaboración de pastas a base de etil-celulosa y parafinas, así como con PDMS, con las que se hicieron películas gruesas mediante screen-printing sobre electrodos, logrando la formando cadenas conductoras también en estos sistemas. Conclusiones: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas. Primeramente se procuró la síntesis de nanopartículas (NPs) magnéticas de magnetita (Fe3O4) y ferritas de cobalto (Fe2CoO4) por el método de coprecipitación y su caracterización comprendió estudios por DRX, TEM, SEM+EDS, VSM, FMR, y SQUID. Para las Nps de Fe2CoO4 se buscó estudiar el efecto de la sustitución de Fe por Sm y de la calcinación a altas temperaturas en sus propiedades cristalinas y magnéticas. Posteriormente, sobre la base de las NPs obtenidas se buscó recubrirlas con plata para obtener compuestos magnéticos y conductores eléctricos. Finalmente se apunta a la elaboración de MRE curando dispersiones de nanopartículas (NPs) de ferritas de cobalto y magnetitas recubiertas con plata (Fe2CoO4@Ag y Fe3O4@Ag, respectivamente) en elastómeros (p.ej, polidimetisiloxano, PDMS), realizando el curado por acción de la temperatura en presencia de un campo magnético uniforme. El estudio de MRE comprende determinación de módulo de Young, relajación magnética, y determinación de anisotropía magnética mediante estudios de FMR y VSM. Resultados: Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Al curar los compositos en presencia de campo magnéticos se logró formación de cadenas (agujas) inorgánicas alineadas en la dirección del campo. Se midió el módulo de Young en sentido paralelo y perpendicular a las agujas formadas, estimándose la anisotropía elástica del material. Con los estudios de FMR y VSM se determinó también anisotropía y relajación magnética. Para el caso de MRE elaborados con Fe3O4@Ag se obtuvo un material con propiedades piezo y magneto resistivas. Las mismas nanopartículas de Fe3O4@Ag y Fe2CoO4@Ag se emplearon para la elaboración de pastas a base de etil-celulosa y parafinas, así como con PDMS, con las que se hicieron películas gruesas mediante screen-printing sobre electrodos, logrando la formando cadenas conductoras también en estos sistemas. Conclusiones: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.Tienen gran importancia tecnológica pues pueden variar sus propiedades físicas al aplicarles un campo magnético, y presentan potencial aplicación en sensores y actuadores. Objetivos: Primeramente se procuró la síntesis de nanopartículas (NPs) magnéticas de magnetita (Fe3O4) y ferritas de cobalto (Fe2CoO4) por el método de coprecipitación y su caracterización comprendió estudios por DRX, TEM, SEM+EDS, VSM, FMR, y SQUID. Para las Nps de Fe2CoO4 se buscó estudiar el efecto de la sustitución de Fe por Sm y de la calcinación a altas temperaturas en sus propiedades cristalinas y magnéticas. Posteriormente, sobre la base de las NPs obtenidas se buscó recubrirlas con plata para obtener compuestos magnéticos y conductores eléctricos. Finalmente se apunta a la elaboración de MRE curando dispersiones de nanopartículas (NPs) de ferritas de cobalto y magnetitas recubiertas con plata (Fe2CoO4@Ag y Fe3O4@Ag, respectivamente) en elastómeros (p.ej, polidimetisiloxano, PDMS), realizando el curado por acción de la temperatura en presencia de un campo magnético uniforme. El estudio de MRE comprende determinación de módulo de Young, relajación magnética, y determinación de anisotropía magnética mediante estudios de FMR y VSM. Resultados: Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Al curar los compositos en presencia de campo magnéticos se logró formación de cadenas (agujas) inorgánicas alineadas en la dirección del campo. Se midió el módulo de Young en sentido paralelo y perpendicular a las agujas formadas, estimándose la anisotropía elástica del material. Con los estudios de FMR y VSM se determinó también anisotropía y relajación magnética. Para el caso de MRE elaborados con Fe3O4@Ag se obtuvo un material con propiedades piezo y magneto resistivas. Las mismas nanopartículas de Fe3O4@Ag y Fe2CoO4@Ag se emplearon para la elaboración de pastas a base de etil-celulosa y parafinas, así como con PDMS, con las que se hicieron películas gruesas mediante screen-printing sobre electrodos, logrando la formando cadenas conductoras también en estos sistemas. Conclusiones: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas. Primeramente se procuró la síntesis de nanopartículas (NPs) magnéticas de magnetita (Fe3O4) y ferritas de cobalto (Fe2CoO4) por el método de coprecipitación y su caracterización comprendió estudios por DRX, TEM, SEM+EDS, VSM, FMR, y SQUID. Para las Nps de Fe2CoO4 se buscó estudiar el efecto de la sustitución de Fe por Sm y de la calcinación a altas temperaturas en sus propiedades cristalinas y magnéticas. Posteriormente, sobre la base de las NPs obtenidas se buscó recubrirlas con plata para obtener compuestos magnéticos y conductores eléctricos. Finalmente se apunta a la elaboración de MRE curando dispersiones de nanopartículas (NPs) de ferritas de cobalto y magnetitas recubiertas con plata (Fe2CoO4@Ag y Fe3O4@Ag, respectivamente) en elastómeros (p.ej, polidimetisiloxano, PDMS), realizando el curado por acción de la temperatura en presencia de un campo magnético uniforme. El estudio de MRE comprende determinación de módulo de Young, relajación magnética, y determinación de anisotropía magnética mediante estudios de FMR y VSM. Resultados: Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Para el caso de las magnetitas se obtuvieron partículas de un tamaño medio de 13 nm según el compuesto, correspondiente con un comportamiento superparamagnético a temperatura ambiente. Para el caso de las ferritas de cobalto, se obtuvieron para todos los casos de sustitución de Fe por Sm NPs con comportamiento ferromagnético a temperatura ambiente. Al reducir el reactivo de Tollens sobre las NPs se obtuvo un material simultáneamente magnético y conductor para proporciones de Ag mayores a 50% (p/p). Al curar los compositos en presencia de campo magnéticos se logró formación de cadenas (agujas) inorgánicas alineadas en la dirección del campo. Se midió el módulo de Young en sentido paralelo y perpendicular a las agujas formadas, estimándose la anisotropía elástica del material. Con los estudios de FMR y VSM se determinó también anisotropía y relajación magnética. Para el caso de MRE elaborados con Fe3O4@Ag se obtuvo un material con propiedades piezo y magneto resistivas. Las mismas nanopartículas de Fe3O4@Ag y Fe2CoO4@Ag se emplearon para la elaboración de pastas a base de etil-celulosa y parafinas, así como con PDMS, con las que se hicieron películas gruesas mediante screen-printing sobre electrodos, logrando la formando cadenas conductoras también en estos sistemas. Conclusiones: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.: La deposición de plata sobre aglomerados de NPs lleva a la formación de un material simultáneamente magnético y conductor con mucha utilidad para la elaboración de MRE. La formación de "agujas" macroscópicas de material inorgánico otorgan a los MRE estructuración y anisotropía elástica y magnética, y propiedades magneto y piezo resistivas.