IFLP   13074
INSTITUTO DE FISICA LA PLATA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Comportamiento magnético de ferrofluidos en las transiciones de fase sólido-líquido del medio portador
Autor/es:
DIANA ARRIETA GAMARRA; MENDOZA ZÉLIS, PEDRO; GUSTAVO A. PASQUEVICH
Reunión:
Encuentro; Nano 2018 - XVIII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2018
Resumen:
Los ferrofluidos son coloides formados por nanopartículas (NP) magnéticas suspendidas en un líquido. Las nanopartículas, en general, presentan un eje uniaxial de fácil magnetización, llamado eje de anisotropía. El momento de cada partícula puede relajar por dos mecanismos diferentes, uno en el que el momento supera la barrera impuesta por la anisotropía (relajación de Néel) y otro en el que se produce la rotación de la partícula (relajación de Brown). Si las partículas tienen libertad de rotación, como en un ferrofluido en estado líquido, la relación entre la magnetización del sistema y el campo aplicado estará dada por la función de Langevin [1]. En cambio, si las partículas están fijas (como ocurre cuando el ferrofluido se solidifica), la respuesta magnética del sistema dependerá de la distribución de direcciones de anisotropía.Un protocolo de medida extensamente utilizado en caracterización magnética es el llamado zero-field-cooling (ZFC). Este protocolo consiste en enfriar, la muestra sin campo aplicado, generalmente desde temperatura ambiente hasta la temperatura disponible (generalmente entre 2 y 10 K), luego aplicar un pequeño campo y medir la magnetización mientras se aumenta la temperatura. Cuando se realiza este protocolo sobre ferrofluidos, en el proceso de enfriado y a una temperatura que depende del medio portador, se congela el mismo quedando los ejes de anisotropía de las NP fijas y en una distribución, de orientaciones, uniforme. Varios autores [2,3] han reportado que cuando se mide la magnetización mientras se aumenta la temperatura se observa un cambio abrupto de la magnetización en coincidencia con la transición de fase de sólido a líquido del ferrofluido.En el presente trabajo estudiaremos la magnetización de un ferrofluido en estado sólido a través del modelado de la magnetización de un sistema de NP monodominio con distribución polidispersa de tamaños y distribución de orientaciones de anisotropías aleatoria. En esta propuesta se evalúan dos modelos de distribución de partículas que podrían explicar el cambio de magnetización en la transición del estado sólido al líquido.El primer modelo define una distribución de partículas compuesta por una fracción desbloqueada y otra bloqueada, donde la fracción bloqueada de partículas es la involucrada en la variación de la magnetización. P. de la Presa [3] menciona esta misma hipótesis para justificar el cambio de magnetización en las medidas ZFC de sus ferrofluidos. El segundo modelo define un conjunto de partículas no bloqueadas a la temperatura de fusión del ferrofluido pero con tamaños suficientemente grandes como para que la magnetización en estado sólido sea menor que la que le corresponde en estado líquido. Nuestro estudio evalúa los resultados de ambos modelos, cuantifica la discontinuidad obtenida de cada salto y compara con los resultados experimentales.Referencias[1] Yasumori I., 1963, Journal of applied Physics, 34, 3544.[2] Wen, T., 2010, Journal of applied Physics, 107, 3101.[3] De la Presa, P, 2015, The Journal of Physical Chemistry C, 119, 11022−11030.