Neste cap´ıtulo apresentamos o esquema de s´ıntese dos nanocol´oides mag- n´eticos `a base de nanopart´ıculas de ferrita de manganˆes. A partir do esquema de s´ıntese ´e poss´ıvel compreender a obten¸c˜ao de part´ıculas de tamanho da ordem de 3,0 nm, gra¸cas ao meio de s´ıntese utilizado. Ainda, a estrutura cristalina, o tamanho m´edio e a polidispers˜ao em tamanho da amostra foram determinados utilizando as t´ecnicas de difra¸c˜ao de Raios-X e microscopia eletrˆonica de transmiss˜ao. Neste caso confirmamos a estrutura cristalina do tipo espin´elio, a forma aproximadamente esf´erica das part´ıculas, com os parˆametros determinados iguais `a dRX=3,3 nm,
d0=2,8 nm e sd=0,3 nm.
A an´alise dos resultados das dosagens qu´ımicas dos ´ıons met´alicos, uti- lizando um modelo de composi¸c˜ao do tipo “n´ucleo-superf´ıcie”, permitiu determinar a fra¸c˜ao volum´etrica em material magn´etico φ da amostra. Ainda, a partir do
modelo “n´ucleo-superf´ıcie” de composi¸c˜ao qu´ımica, verifica-se no caso da amostra estudada neste trabalho que a camada superficial corresponde a 56% da part´ıcula.
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Propriedades Magn´eticas de
Nanopart´ıculas e Nanocol´oides
2.1
Introdu¸c˜ao
O grande atrativo dos nanocol´oides magn´eticos (NM) est´a na conjun¸c˜ao das propriedades magn´eticas das nanopart´ıculas e l´ıquidos do solvente, que confere ao fluido uma resposta magn´etica singular. Para entender o comportamento magn´etico global dos NM, ´e necess´ario um estudo aprofundado das caracter´ısticas magn´eticas individuais das nanopart´ıculas. De fato, devido ao confinamento espacial em nanoescala, as propriedades magn´eticas destas part´ıculas diferem das apresentadas pelo material maci¸co. Podemos destacar caracter´ısticas como: superparamagnetismo de gr˜aos finos, desordem de spins de superf´ıcie, redu¸c˜ao da magnetiza¸c˜ao de satura¸c˜ao e aumento da energia de anisotropia pelo surgimento de uma contribui¸c˜ao de origem espacial.
Neste cap´ıtulo, e no seguinte, estamos interessados nas propriedades magn´eticas das nanopart´ıculas de ferrita de Manganˆes, e nos efeitos esperados pela redu¸c˜ao em nanoescala. Neste caso, inicialmente apresentamos as caracter´ısticas
magn´eticas estruturais das ferritas espin´elio, destacando a origem da magnetiza¸c˜ao destes materiais no ordenamento ferromagn´etico. Em seguida mostramos que devido a dimens˜ao nanom´etrica das nanopart´ıculas, estas s˜ao monodom´ınios magn´eticos ao qual pode ser associado um momento magn´etico µ (µ = msV) que relaxa segundo
o modelo proposto por N´eel. Por fim, apresentamos o modelo de Langevin para o comportamento magn´etico dos nanocol´oides a temperatura ambiente. Neste caso descrevemos os resultados de magnetiza¸c˜ao a temperatura ambiente e cujo estudo permite avaliar a distribui¸c˜ao de tamanhos das nanopart´ıculas e o parˆametro de intera¸c˜ao dipolar.