Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Viana, Márcio Gomes
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46174
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.
id UNB_1f70fd62f5a7903361a39951bfc03fd3
oai_identifier_str oai:repositorio2.unb.br:10482/46174
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Viana, Márcio Gomesmarcio.viana@ifpi.edu.brDepeyrot, Jérôme2023-07-21T18:35:27Z2023-07-21T18:35:27Z2023-07-212022-12-09VIANA, Márcio Gomes. Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas: características intrapartícula e interpartícula. 2022. 116 f. il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46174Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.Nas últimas décadas, as nanopartículas magnéticas têm sido um grande objeto de pesquisas científicas, devido suas propriedades únicas não observadas em materiais bulk, que permitem sua utilização em aplicação biomédica, ambiental e do setor energético. Nesse contexto, objetiva-se nesta tese, investigar as características intrapartícula e interpartícula nos efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas. Assim, foram sintetizados fluidos magnéticos baseado em nanopartículas de ferrita de cobalto com tamanhos de 3,5 nm, 4,2 nm, 4,7 nm e 6,0 nm, recobertas com uma camada de maguemita. Amostras com estados de interação entre partículas diferentes foram obtidas, variando a fração volumétrica das dispersões coloidais φ entre 0,10 % e 2,65 % e na forma de pó. A caracterização estrutural das nanopartículas foi feita por meio de medidas de Difração de Raios X, indicando uma estrutura cúbica do tipo espinélio. Resultados de Microscopia Eletrônica de Transmissão confirmaram a formação de partículas aproximadamente esféricas com baixa polidispersão. Utilizando medidas de Espectroscopia de Absorção Atômica, foram extraídas a estequiometria e as caraterísticas morfoquímicas das partículas, assim como a fração volumétrica de partículas nas dispersões. Medidas em alto campo de magnetização DC em função da temperatura, evidenciaram a existência de uma interface intrapartícula entre um núcleo ordenado ferrimagneticamente (FI) e uma superfície de spins desordenados do tipo spin glass (SGL). Desse tipo de estrutura bimagnética, surge o fenômeno de viés de troca ou exchange bias, quando realizadas medidas de magnetização após o resfriamento com campo aplicado (field cooling - FC). Em regime de fluido diluído, no qual o comportamento individual se sobressai, observou-se que as partículas de menor diâmetro e com maior fração de spins congelados na camada SGL apresentam um viés de troca mais intenso em detrimento das partículas de maior diâmetro e com menor proporção de spins desordenados. A análise de Thamm-Hesse mostrou em ambas as dispersões concentradas e, no pó, um estado global de interação desmagnetizante, em que predominaram as interações dipolares interpartículas, que vai se intensificando quando diminui a distância interpartícula. Em toda a faixa de campo de resfriamento investigada, o viés de troca é maior quando mais intensas as interações dipolares. A investigação do efeito de treinamento indica duas populações de spins desordenados. Os spins rodáveis sempre se reorganizam mais rapidamente que os congelados, o que é potencializado pelas interações dipolares. Entretanto, no regime de pó, as interações de troca interpartículas dificultam o rearranjo dos spins desordenados.In the last decades, magnetic nanoparticles have been the object of increasing scientific research, due to their unique properties, not observed in bulk materials, which allow their use in biomedical, environmental, and energy applications. In this context, the objective of this thesis is to investigate the intraparticle and interparticle characteristics in exchange bias and training effects observed in dispersions of bimagnetic nanoparticles. Thus, we synthesized magnetic fluids based on cobalt ferrite nanoparticles with sizes of 3.5 nm, 4.2 nm, 4.7 nm, and 6.0 nm, covered with a shell of maghemite. Samples with different states of interaction between particles were obtained, by varying the volumetric fraction of the colloidal dispersions φ between 0.10% and 2.65% and also in powder. The structural characterization of the nanoparticles was performed using X-Ray Diffraction measurements and indicate a spinel-like cubic structure. Transmission Electron Microscopy results confirmed the formation of approximately spherical particles with low polydispersion. Using Atomic Absorption Spectroscopy measurements, the stoichiometry and morphochemical characteristics of the particles were extracted, as well as the volumetric fraction of particles in the dispersions. Measurements of high field DC magnetization as a function of temperature showed the existence of an intraparticle interface between a ferrimagnetically ordered core (FI) and a spin glass disordered shell (SGL). From this type of bimagnetic structure, the phenomenon of exchange bias arises, when magnetization measurements are performed after cooling with an applied field (field cooling - FC). In a dilute fluid regime, in which the individual behavior stands out, it was observed that the particles of smaller diameter and with a higher fraction of spins frozen in the SGL shell present a more intense exchange bias when compared to particles of larger diameter and with smaller proportion of disordered spins. Thamm-Hesse analysis showed, both in concentrated dispersions and powder sample, a demagnetizing contribution, in which interparticle dipolar interactions predominated, which intensifies when the interparticle distance decreases. Over the entire range of the investigated cooling field, the exchange bias is greater when the dipole interactions are more intense. The investigation of the training effect indicates two populations of disordered spins. Rotatable spins always reorganize faster than frozen ones and this is enhanced by dipole interactions. However, in powder regime, interparticle exchange interactions make more difficult to rearrange disordered surface spins.Instituto de Física (IF)Programa de Pós-Graduação em FísicaporEfeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartículaExchange bias and training effects in dispersions of bimagnetic nanoparticles : intraparticle and interparticle characteristicsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisNanopartículas magnéticasFluidos magnéticosInterações interpartículasInterações intrapartículasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain102http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46174/2/license.txtaed4704d04bb260d4decd80db311aaa5MD52open accessORIGINAL2022_MárcioGomesViana.pdf2022_MárcioGomesViana.pdfapplication/pdf37334997http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46174/1/2022_M%c3%a1rcioGomesViana.pdf81a1c57718078dd9b6f09cba469d0b4aMD51open access10482/461742024-02-20 13:58:43.412open accessoai:repositorio2.unb.br:10482/46174U3VibWlzc8OjbyBlZmV0aXZhZGEgZGUgYWNvcmRvIGNvbSBsaWNlbsOnYSBjb25jZWRpZGEgcGVsbyBhdXRvciBlL291IGRldGVudG9yIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcy4KBiblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestopendoar:2024-02-20T16:58:43Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Exchange bias and training effects in dispersions of bimagnetic nanoparticles : intraparticle and interparticle characteristics
title Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
spellingShingle Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
Viana, Márcio Gomes
Nanopartículas magnéticas
Fluidos magnéticos
Interações interpartículas
Interações intrapartículas
title_short Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
title_full Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
title_fullStr Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
title_full_unstemmed Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
title_sort Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas : características intrapartícula e interpartícula
author Viana, Márcio Gomes
author_facet Viana, Márcio Gomes
author_role author
dc.contributor.email.pt_BR.fl_str_mv marcio.viana@ifpi.edu.br
dc.contributor.author.fl_str_mv Viana, Márcio Gomes
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Depeyrot, Jérôme
contributor_str_mv Depeyrot, Jérôme
dc.subject.keyword.pt_BR.fl_str_mv Nanopartículas magnéticas
Fluidos magnéticos
Interações interpartículas
Interações intrapartículas
topic Nanopartículas magnéticas
Fluidos magnéticos
Interações interpartículas
Interações intrapartículas
description Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2022.
publishDate 2022
dc.date.submitted.none.fl_str_mv 2022-12-09
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-07-21T18:35:27Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-07-21T18:35:27Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2023-07-21
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv VIANA, Márcio Gomes. Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas: características intrapartícula e interpartícula. 2022. 116 f. il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46174
identifier_str_mv VIANA, Márcio Gomes. Efeitos de viés de troca e treinamento em dispersões de nanopartículas bimagnéticas: características intrapartícula e interpartícula. 2022. 116 f. il. Tese (Doutorado em Física) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.
url http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/46174
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46174/2/license.txt
http://repositorio2.unb.br/jspui/bitstream/10482/46174/1/2022_M%c3%a1rcioGomesViana.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv aed4704d04bb260d4decd80db311aaa5
81a1c57718078dd9b6f09cba469d0b4a
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801863892404535296

Registros relacionados