Géis superparamagnéticos baseados em poliacrilamida e magnetita
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28896 |
Resumo: | Géis de poliacrilamida e magnetita são utilizados para várias aplicações devido suas propriedades magnéticas. A magnetita apresenta algumas vantagens como baixo custo de produção e baixa toxicidade. Sua obtenção em escala nanométrica proporciona seu uso em aplicações biomédicas e tecnológicas como hipertermia, liberação de fármacos, tratamento de efluentes, separação magnética e abrasivos, entretanto, a dificuldade de aplicar essas nanopartículas é sua instabilidade termodinâmica relativa ao aumento de energia oriunda da sua relação área e volume e que tem tendência natural de agregar e crescer, perdendo assim suas propriedades. Em virtude disso, neste trabalho foram utilizados géis de poliacrilamida com concentrações wP = 4, 2 e 1% para revestir e inibir a agregação das partículas de magnetita e ao mesmo tempo obtê-las em escala nanométrica. A formação de nanopartículas de magnetita e suas propriedades foram investigadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (IRTF), difração de raios X (DRX), magnetômetro de amostra vibrante (MAV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e reologia. Os géis mostram no IRTF que o principal grupo funcional da poliacrilamida (PAM) - (amida I e amida II) - apareceu nas três amostras de géis sintetizados com magnetita. Através da técnica de refinamento estrutural pelo método de Rietveld, foi observado um tamanho médio de diâmetros variando de 12 a 16,3 nm. Micrografias MEV mostram que os géis possuem morfologia rugosa sem a presença da magnetita e esféricas após sua formação. As medidas de reologia mostraram que a viscosidade está diminuindo com a taxa de cisalhamento e tem um comportamento de um fluído não newtoniano. Medidas magnéticas mostram que a magnetização de saturação diminui com a porcentagem de poliacrilamida e mostra evidências de um comportamento superparamagnético. Através dos resultados obtidos foi possível observar que através do aumento da concentração e da viscosidade da poliacrilamida obtemos menores tamanhos de partículas de magnetita na sua rede polimérica, por isto, o método utilizado neste trabalho pode ser considerado uma alternativa promissora e de baixo custo para a produção de géis poliacrilamida com partículas de magnetita em escala nanométrica. |
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Silva Filho, Ernani Dias daStreck, LeticiaWanderley Neto, Alcides de OliveiraAlves Júnior, SeverinoFonseca, José Luis Cardozo2020-05-05T17:16:11Z2020-05-05T17:16:11Z2020-02-03SILVA FILHO, Ernani Dias da. Géis superparamagnéticos baseados em poliacrilamida e magnetita. 2020. 119f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28896Géis de poliacrilamida e magnetita são utilizados para várias aplicações devido suas propriedades magnéticas. A magnetita apresenta algumas vantagens como baixo custo de produção e baixa toxicidade. Sua obtenção em escala nanométrica proporciona seu uso em aplicações biomédicas e tecnológicas como hipertermia, liberação de fármacos, tratamento de efluentes, separação magnética e abrasivos, entretanto, a dificuldade de aplicar essas nanopartículas é sua instabilidade termodinâmica relativa ao aumento de energia oriunda da sua relação área e volume e que tem tendência natural de agregar e crescer, perdendo assim suas propriedades. Em virtude disso, neste trabalho foram utilizados géis de poliacrilamida com concentrações wP = 4, 2 e 1% para revestir e inibir a agregação das partículas de magnetita e ao mesmo tempo obtê-las em escala nanométrica. A formação de nanopartículas de magnetita e suas propriedades foram investigadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (IRTF), difração de raios X (DRX), magnetômetro de amostra vibrante (MAV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e reologia. Os géis mostram no IRTF que o principal grupo funcional da poliacrilamida (PAM) - (amida I e amida II) - apareceu nas três amostras de géis sintetizados com magnetita. Através da técnica de refinamento estrutural pelo método de Rietveld, foi observado um tamanho médio de diâmetros variando de 12 a 16,3 nm. Micrografias MEV mostram que os géis possuem morfologia rugosa sem a presença da magnetita e esféricas após sua formação. As medidas de reologia mostraram que a viscosidade está diminuindo com a taxa de cisalhamento e tem um comportamento de um fluído não newtoniano. Medidas magnéticas mostram que a magnetização de saturação diminui com a porcentagem de poliacrilamida e mostra evidências de um comportamento superparamagnético. Através dos resultados obtidos foi possível observar que através do aumento da concentração e da viscosidade da poliacrilamida obtemos menores tamanhos de partículas de magnetita na sua rede polimérica, por isto, o método utilizado neste trabalho pode ser considerado uma alternativa promissora e de baixo custo para a produção de géis poliacrilamida com partículas de magnetita em escala nanométrica.Polyacrylamide and magnetite gels are used for various applications due to their magnetic properties. Magnetite has some advantages such as low production cost and low toxicity. Obtaining it in nanometric scale provides its use in biomedical and technological applications such as hyperthermia, drug release, wastewater treatment, magnetic separation and abrasives, however, the difficulty of applying these nanoparticles is their thermodynamic instability related to the increase in energy from their relation area and volume and has a natural tendency to aggregate and grow, thus losing its properties. As a result, in this work polyacrylamide gels with concentrations wP = 4, 2 e 1% were used to coat and inhibit the aggregation of the magnetite particles and at the same time obtain them in the nanometer scale. The formation of magnetite nanoparticles and their properties were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), vibrant sample magnetometer (VSM), scanning electron microscopy (SEM) and rheology. Gels show in the IRTF that the main functional group of polyacrylamide (PAM) - (amide I and amide II) - appeared in the three magnetite synthesized gels samples. Through the structural refinement technique by the Rietveld method, an average diameter size ranging from 12 to 16.3 nm was observed. SEM micrographs show that the gels have rough morphology without the presence of magnetite and spherical after their formation. Rheology measurements have shown that viscosity is decreasing with shear rate and has a non-Newtonian fluid behavior. Magnetic measurements show that saturation magnetization decreases with percentage of polyacrylamide and shows evidence of superparamagnetic behavior. Through the obtained results it was possible to observe that by increasing the concentration and the viscosity of the polyacrylamide we obtain smaller particle sizes of magnetite in its polymeric network, therefore, the method used in this work can be considered a promising and low cost alternative for nano-scale production of polyacrylamide gels with magnetite particles.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICACaracterização estruturalPolímerosNanopartículasGéis superparamagnéticos baseados em poliacrilamida e magnetitainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALGeissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdfapplication/pdf23044550https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28896/1/Geissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdfa045a847c886bcfc6a52de2556d686beMD51TEXTGeissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.txtGeissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.txtExtracted texttext/plain95336https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28896/2/Geissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.txt478a4b99631955ac8ef3ce93ecef6679MD52THUMBNAILGeissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.jpgGeissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1435https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28896/3/Geissuperparamagneticosbaseados_SilvaFilho_2020.pdf.jpg9ceeea30ebcfafb6a3e1ba230eb22826MD53123456789/288962020-05-10 04:30:25.559oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/28896Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-05-10T07:30:25Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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Géis de poliacrilamida e magnetita são utilizados para várias aplicações devido suas propriedades magnéticas. A magnetita apresenta algumas vantagens como baixo custo de produção e baixa toxicidade. Sua obtenção em escala nanométrica proporciona seu uso em aplicações biomédicas e tecnológicas como hipertermia, liberação de fármacos, tratamento de efluentes, separação magnética e abrasivos, entretanto, a dificuldade de aplicar essas nanopartículas é sua instabilidade termodinâmica relativa ao aumento de energia oriunda da sua relação área e volume e que tem tendência natural de agregar e crescer, perdendo assim suas propriedades. Em virtude disso, neste trabalho foram utilizados géis de poliacrilamida com concentrações wP = 4, 2 e 1% para revestir e inibir a agregação das partículas de magnetita e ao mesmo tempo obtê-las em escala nanométrica. A formação de nanopartículas de magnetita e suas propriedades foram investigadas por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (IRTF), difração de raios X (DRX), magnetômetro de amostra vibrante (MAV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e reologia. Os géis mostram no IRTF que o principal grupo funcional da poliacrilamida (PAM) - (amida I e amida II) - apareceu nas três amostras de géis sintetizados com magnetita. Através da técnica de refinamento estrutural pelo método de Rietveld, foi observado um tamanho médio de diâmetros variando de 12 a 16,3 nm. Micrografias MEV mostram que os géis possuem morfologia rugosa sem a presença da magnetita e esféricas após sua formação. As medidas de reologia mostraram que a viscosidade está diminuindo com a taxa de cisalhamento e tem um comportamento de um fluído não newtoniano. Medidas magnéticas mostram que a magnetização de saturação diminui com a porcentagem de poliacrilamida e mostra evidências de um comportamento superparamagnético. Através dos resultados obtidos foi possível observar que através do aumento da concentração e da viscosidade da poliacrilamida obtemos menores tamanhos de partículas de magnetita na sua rede polimérica, por isto, o método utilizado neste trabalho pode ser considerado uma alternativa promissora e de baixo custo para a produção de géis poliacrilamida com partículas de magnetita em escala nanométrica. |
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