Evidencia de formación de arreglos elongados de nanopartículas magnéticas bajo la influencia de campos ac: Implicaciones en la transferencia de calor en fantomas

DANIELA P. VALDÉS; TEOBALDO E. TORRES; ANA C. MORENO MALDONADO; MARCELA S. NADAL; ROBERTO D. ZYSLER; GERARDO F. GOYA; EMILIO DE BIASI; ENIO LIMA JR.

Mar del Plata

Congreso; 20° Congreso Internacional de Materiales, SAM - CONAMET 2022; 2022

INTEMA

La formación y el control de arreglos de nanopartículas magnéticas (NPs) durante experimentos de hipertermia magnética (HM) en medios con viscosidades similares a las del entorno intracelular son de suma importancia para la optimización de la absorción específica de potencia (SPA) [1]. Un gel polimérico con viscosidad ajustable, como el de poliacrilamida, puede funcionar como un fantoma para emular la viscosidad intracelular [2].En este trabajo se prepararon NPs de óxido de hierro con un diámetro de 25 nm (σ = 7 nm) mediante el método de descomposición térmica. La caracterización magnética permitió determinar la magnetización de saturación (MS = 68 emu g−1 a temperatura ambiente) y la temperatura media de bloqueo ( ∼ 10 K).Realizando un recubrimiento de glucosa posterior a la síntesis se pudo cambiar el carácter de hidrofóbico a hidrofílico.Se prepararon dos tipos de fantomas a base de gel de poliacrilamida al 8% conteniendo NPs dispersas: uno fue gelificado convencionalmente (con las NPs dispersas) y otro fue gelificado durante el experimento de HM con un campo AC de amplitud H0 = 400 Oe y frecuencia f = 350 kHz, cada uno a concentraciones de NPs de 0.1 y 0.5 % en peso. Las imágenes de estos geles obtenidas con un microscopio de haz de iones y electrones enfocados en condiciones criogénicas (Cryo-FIB-SEM) confirmaron la formación de estructuras similares a cadenas para los geles expuestos al campo AC (Figura 1). Se realizaron experimentos de absorción de potencia bajo campos magnéticos AC con amplitud H0 = 400 Oe y frecuencia f = 350 kHz. La evolución de la temperatura fue monitoreada a través de una cámara termográfica y a partir del procesamiento de los videos se obtuvieron mapas de temperatura espacio-temporales. Se observaron diferencias entre los distintos tipos de geles que pueden ser interpretadas a partir del efecto de las interacciones dipolares entre NPs en el SPA.Para concluir, obtuvimos incrementos de temperatura considerables para las NPs dispersas en un medio que emula la viscosidad del citoplasma y confirmamos la formación de arreglos elongados para las muestras gelificadas in situ en el experimento de HM, lo cual es de gran importancia para optimizar la aplicación en células.