Rol de la anisotropía, la frecuencia y las interacciones en aplicaciones de hipertermia magnética: nanopartículas no interactuantes y arreglos de cadenas lineales

DANIELA P. VALDÉS; ENIO LIMA JR.; ROBERTO D. ZYSLER; GERARDO F. GOYA; EMILIO DE BIASI

San Carlos de Bariloche

Conferencia; Reunión Anual del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología - RINN 2021; 2021

INN

La optimización de la absorción específica de potencia (SPA) de nanopartículas magnéticas (NPMs) paraaplicaciones de hipertermia de fluido magnético está enfocada actualmente en el diseño de NPMs con ciertaspropiedades o buscar condiciones experimentales favorables para cada sistema. Sin embargo, aún se discuteel rol de los parámetros relevantes en la relajación.Modificamos un modelo no lineal para la relajación magnética de NPMs monodominio con anisotropía efectivauniaxial [1] y evaluamos la influencia de los parámetros intrínsecos de las NPMs, así como las condicionesexperimentales en el SPA de sistemas no interactuantes e interactuantes (cadenas lineales) [2]. Estos efectosse consideraron a través del área normalizada de los ciclos de histéresis, A, en función de la anisotropíarelativa, hK (el campo de anisotropía con respecto a la amplitud del campo alterno), o "curva de área" delsistema (ver Figura 1). Estas curvas se pueden dividir en cuatro regiones (I-IV) con respuestas magnéticasdistintivas y límites que dependen del tamaño de la NPM, la frecuencia del campo aplicado, la orientación delos ejes de anisotropía y las interacciones. Las interacciones cambian la anisotropía efectiva del sistema ycorren la curva de área hacia valores de hK más bajos. Para anisotropía relativa baja, las interaccionesdipolares aumentan el área de los ciclos de histéresis (por lo tanto, el SPA), mientras que son perjudiciales oproducen efectos no significativos para anisotropía relativa alta. Nuestro estudio explica resultadosaparentemente contradictorios de los efectos de las interacciones en arreglos lineales recientementereportados en la literatura.Detallamos un enfoque analítico y la interpretación térmica de su rango de validez, ambos dirigidos al diseñode nanopartículas y la elección de las condiciones experimentales para un calentamiento óptimo. Concluimosque los sistemas con baja influencia de fluctuaciones térmicas son los mejores candidatos para la aplicacióndebido a sus valores de SPA elevados.