El efecto de la exposición al agua en el mecanismo de formación, composición, morfología y propiedades magnéticas de nanopartículas de óxidos de hierro fabricadas por descomposición térmica

J. LOHR; M. VASQUEZ MANSILLA; M.S. MORENO; D. TOBIA; G.F. GOYA; E.L. WINKLER; R.D. ZYSLER; E. LIMA JR.

Encuentro; Reunión anual del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (RINN); 2021

La posibilidad de controlar la fabricación de nanopartículas magnéticas, pretendiendo el control átomo-por-átomo, permitiría diseñarlas y producirlas con propiedades específicas para las más diversas aplicaciones. Con este fin se desarrollaron diversos métodos de síntesis los cuales posibilitan un delicado control sobre el material sintetizado, permitiendo incluso la fabricación de nanopartículas con arquitecturas complejas, como las core-shell. En particular, el método de descomposición térmica de precursores órgano-metálicos en presencia de surfactantes es uno de los más utilizados para la síntesis de nanopartículas magnéticas por las diversas ventajas que presenta en términos del control de la composición y la morfología del producto obtenido. Dicho control, que consecuentemente impacta sobre las propiedades magnéticas, depende de detalles sutiles del procedimiento experimental durante la síntesis química. Presentaremos un estudio de los efectos sobre la morfología, composición y propiedades magnéticas de la etapa que denominamos ?pre-descomposición?. Este paso es usualmente utilizado en esta síntesis y visto como poco influyente, consistiendo en calentar la solución hasta 373 ? 393 K en un flujo de gas inerte. Sin embargo, para el caso de nanopartículas de óxidos de hierro, la utilización adecuada de este procedimiento permite la producción de nanopartículas de 25 nm de Fe1-yO/Fe3O4 con arquitectura core-shell. En ausencia de esta etapa, para la misma solución de síntesis, el resultado cambia radicalmente y se obtienen, en general, partículas monofásicas (ferrita) de 11 nm de diámetro. Nuestros resultados muestran que estas diferencias en el material sintetizado están relacionadas con reacciones secundarias de los reactivos con sus respectivos productos y la posibilidad de eliminarlos en esta etapa. La investigación de los efectos de esta etapa lleva a una mejor comprensión de esta ruta de síntesis y, consecuentemente, permite por lo tanto un mejor control sobre las propiedades de las nanopartículas sintetizadas.