Síntesis y caracterización de nanoestructuras magnéticas

N. GARCÍA SAGGION; R. A. LANDA; P. S. ANTONEL; G. A. JORGE; F. V. MOLINA

Capital Federal

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

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Las nanopartículas magnéticas (NPM) tienen un gran interés por sus numerosas aplicaciones, como almacenamiento de datos, imágenes de resonancia magnética, tratamiento de tumores y elaboración de materiales autoensamblados con potenciales aplicaciones en la industria electrónica, entre otras [1-3]. En particular, las nanopartículas bifuncionales de óxidos de hierro y metales preciosos han recibido una gran atención en los últimos años, dado que pueden presentar, en forma simultánea, tanto propiedades magnéticas como eléctricas. Otro aspecto importante es la forma de las NPM, ya que por ejemplo las nanobarras podrían ser movidas o rotadas en un campo magnético apropiado, favoreciendo la nanomanipulación. En este trabajo se obtuvieron y caracterizaron nanoestructuras magnéticas siguiendo diferentes estrategias; en todos los casos las mismas se caracterizaron por DRX, SEM, TEM, EDS, VSM y medidas de conductividad eléctrica. En primer lugar se prepararon nanopartículas de magnetita recubiertas de plata, partiendo de la coprecipitación alcalina de Fe(II) y Fe(III). Luego se protegieron, bien suspendiéndolas en una solución acuosa conteniendo polivinilpirrolidona o dodecilsulfato de sodio, o bien funcionalizándolas previamente con (3-aminopropil) trietoxisilano (APTES). Se agregó solución de Ag+ (libre o amoniacal), D-glucosa y NaOH. Se observó en todos los casos la formación de una capa de Ag metálica rodeando las nanopartículas de Fe3O4, obteniéndose así nanopartículas bifuncionales magnético-conductoras. En segundo lugar se sintetizaron nanobarras magnéticas; por una parte, nanobarras de óxido de cinc dopadas con cobalto, siguiendo la técnica de Büsgen et al. [4]; se trabajó en solución alcohólica (n-butanol) de acetato de cinc con acetato de cobalto entre 0 y 10 % mol/mol, con etilendiamina como agente quelante, mezclada a velocidad controlada (entre 1,5 y 4,2 mL/h) con otra solución de KOH 1,2 M en n-butanol. A las velocidades más bajas se obtienen barras de 76 nm de longitud y 35 nm de sección aproximadamente para ZnO dopadas con 1% de Co. En otra estrategia, se prepararon nanobarras de magnetita por digestión de partículas cuasiesféricas del material en un campo magnético de ~0,35 T y estudiando el efecto del tiempo de aplicación del campo magnético en la morfología del producto obtenido. Se obtuvieron típicamente partículas de 357 nm de longitud y 22 nm de diámetro aproximadamente. Las nanobarras de ZnO dopadas con Co muestran un comportamiento ferromagnético con baja magnetización, dependiente del contenido de Co. Por su parte, las nanobarras de magnetita presentan una fuerte magnetización de saturación. [1] Q. Dai, A. Nelson, Chem. Soc. Rev. 39 (2010) 4057. [2] J.S. Beveridge, J.R. Stephens, M.E. Williams, Annual Review of Analytical Chemistry 4 (2011) 251. [3] R. Sensenig, Y. Sapir, C. MacDonald, S. Cohen, B. Polyak, Nanomedicine 7 (2012) 1425. [4] T. Büsgen, M. Hilgendorff, S. Irsen, F. Wilhelm, A. Rogalev, D. Goll, M. Giersig, J. Phys. Chem. C 112 (2008) 2412?2417.