Dinâmica magnética de aglomerados de nanopartículas magnéticas e sua influência na eficiência da magneto-hipertermia

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Aono, Cassiano Minoru
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFABC
Texto Completo: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122519
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Fabio Furlan Ferreira
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Esse algoritmo foi validado através de comparações entre resultados teóricos e experimentais e com comparações com outros algoritmos já validados na literatura. As rotinas criadas se mostraram uma poderosa ferramenta computacional útil para realização de estudos sistemáticos de fluídos magnéticos sobre diferentes condições. Com ele foi possível estudar as influências das características do campo magnético externo, da concentração dos fluídos magnéticos, das diferentes formas de aglomerados entre outros fatores. Do ponto de vista de custo computacional o algoritmo baseado no modelo de Stoner-Wohlfarth aliado ao método de Monte-Carlo cinético se mostrou mais barato do que algoritmos que integram a equação de Landau-Lifshitz-Gilbert diretamente, porém ambos observam mesmas tendências e o software desenvolvido neste trabalho permite simular sistemas mais próximos dos estudados experimentalmente, o que a torna uma ferramenta indicada para os estudos desejados neste trabalho. Além do legado de um algoritmo robusto e de baixo custo computacional, a partir do uso destas rotinas foi possível entender alguns aspectos fundamentais do processo de liberação de calor, como por exemplo o fato da formação de aglomerados poder contribuir para o aumento da energia liberada devido a criação de vínculos entre os eixos fáceis de magnetização das nanopartículas. As simulações mostraram que as cadeias lineares paralelas ao campo externo são o formato de aglomerado que mais contribui para o processo de liberação de calor. Por fim foi possível obter-se a demonstração de que deve haver um tamanho ótimo de cadeias lineares, fato já observado experimentalmente por colaboradores e que foi comprovado pelas simulações.The focus in this work was to study how some physical factors influence the efficiency of magneto-hyperthermia, thereunto a series of routines were developed, this routines run an algorithm based on kinetic Monte-Carlo and that uses the Stoner-Wohlfarth model as a basis. This algorithm was validated through comparisons between theoretical and experimental results besides comparisons with other algorithms already validated in the literature. The created routines proved to be a powerful computational tool useful for carrying out systematic studies of magnetic fluids under different conditions. Through the use of this algorithm was possible to study the influences of the characteristics of the external magnetic field, the concentration of magnetic fluids, the different forms of aggregates, among other factors. From the point of view of computational cost, the algorithm based on the Stoner-Wohlfarth model combined with the kinetic Monte-Carlo method proved to be more efficiency than algorithms that integrate the Landau-Lifshitz-Gilbert equation directly, but both observe the same trends and the software developed in this work allows simulating systems closer to those studied experimentally, which makes it a better tool for the desired studies in this work. Besides to the legacy of a robust and low computational cost algorithm, using these routines it was possible to understand some fundamental aspects of the heat release process, such as the fact that the formation of aggregates can contribute to the increase in the energy released due to creation of constraints between the easy magnetization axes of nanoparticles. The simulations showed that the linear chains parallel to the external field are the aggregates shape that most contributes to the heat release process. Finally, it was possible to demonstrate that there must be an optimal size of linear chains, a fact already observed experimentally by collaborators and which was proven by simulations as well.Ferreira, Fábio FurlanMiotto, RoneiLandi, Gabriel TeixeiraAlmeida, James Moraes deSalvador, Michele AparecidaAono, Cassiano Minoru2022info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf74 f. : il.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122519http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122519&midiaext=79973http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=122519&midiaext=79974Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.br/php/capa.php?obra=122519porreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2022-07-01T14:55:49Zoai:BDTD:122519Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2022-07-01T14:55:49Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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