Compositos Nanoestructurados Basados en Ferrita de Cobalto y Polipirrol

MUÑOZ RESTA, IGNACIO; JORGE, GUILLERMO A.; MOLINA, FERNANDO V.; ANTONEL, PAULA S.

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: Los compositos de nanoestructuras magnéticas embebidas en matrices de  polímeros  conductores  resultan  de  sumo  interés  dado  que  presentan  múltiples funcionalidades, combinando las propiedades de ambos materiales1,2. Potencialmente, pueden ser utilizados como sensores que respondan a estímulos externos diversos, como campos magnéticos o señales eléctricas. Objetivos:  Sintetizar  y  caracterizar  nanopartículas  ferromagnéticas  de  CoFe 2 O 4 . Preparar  compositos  de  dichas  nanopartículas  y  polipirrol  (PPy)  y  estudiar  la interacción entre ambos componentes. Caracterizar los materiales obtenidos. Resultados:  Los  compositos  fueron  preparados  por  polimerización  in-situ  del monómero pirrol (Py) en presencia de una dispersión de nanopartículas de CoFe 2 O 4 , bajo  sonicación  y  agitación  mecánica  constante.  Se  utilizó  ácido  p-toluensulfónico como  medio  ácido  y  persulfato  de  amonio  como  agente  oxidante.  Se  obtuvieron distintos compositos, variando la relación molar monómero : nanopartícula. A partir de la  caracterización  por  SEM  (Scanning  Electron  Microscopy)  y  TEM  (Transmission Electron Microscopy) se encontró que las nanopartículas redujeron su tamaño durante la  polimerización  en  la  misma  proporción  independientemente  de  la  relación  molar entre  los  compuestos,  por  lo  que  se  deduce  la  necesidad  de  utilizar  un  agente protector durante la síntesis. Los compositos también fueron caracterizados mediante un análisis termogravimétrico (TGA), encontrándose la proporción de CoFe 2 O 4  y PPy en cada uno de ellos. Continuando con las caracterizaciones, se observó un marcado descenso  de  la  conductividad  eléctrica  para  la  relación  monómero  :  nanopartícula 0,5:1, de alrededor de 3 órdenes de magnitud con respecto a relaciones con mayor proporción de polímero. A partir de las medidas de magnetización por VSM (Vibrating Sample Magnetometer) se encontró que tanto el campo coercitivo (H c ) como el campo magnético  requerido  para  alcanzar  la  magnetización  de  saturación  (M s )  disminuyen conforme aumenta la cantidad de polímero, lo que surgiere algún tipo de interacción entre las nanopartículas y el polímero conductor. Por último, a partir del análisis por espectroscopía infrarroja (FTIR) se encontraron los picos característicos tanto del PPy como de CoFe 2 O 4 , lo que es indicador de una síntesis exitosa. A su vez, se observó el corrimiento de ciertos picos, hecho que también está de acuerdo con la presencia de interacciones entre ambos componentes.  Conclusiones:  Se  obtuvieron  y  caracterizaron  compositos  de  CoFe 2 O 4   y  PPy  con propiedades magnéticas y conductoras, es decir, que mantuvieron las características de  ambos  componentes.  Por  variación  de  la  relación  monómero  :  nanopartícula  fue posible modular dichas propiedades.