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Efeitos biológicos de nanopartículas magnéticas recobertas por bicamada de ácido láurico : estudos in vitro e in vivo

Chaves, Sacha Braun January 2008 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Biologia, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2009-09-18T18:16:59Z No. of bitstreams: 1 2008_SachaBraunChaves.pdf: 1842555 bytes, checksum: 1a79f3d5f047e9c989e77f857f7496c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-12-21T12:06:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_SachaBraunChaves.pdf: 1842555 bytes, checksum: 1a79f3d5f047e9c989e77f857f7496c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-12-21T12:06:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_SachaBraunChaves.pdf: 1842555 bytes, checksum: 1a79f3d5f047e9c989e77f857f7496c4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Nanomateriais, devido a suas peculiares propriedades físicas, são promissores agentes de utilização biomédica. Nanopartículas magnéticas (NPM) recobertas por dupla camada de ácido láurico (AL-NPM) foram testados tiveram sua citotoxicidade avaliada in vitro em células mesangeais (CHMI), fibroblastos (FHN) e macrófagos peritoneais, exibindo diminuição na viabilidade celular apenas em macrófagos, quando tratados com altas doses de AL-NPM. Testes in vivo demonstraram a presença de NPM em baço, pulmão e fígado de camundongos machos swiss submetidos a injeções endovenosas de AL-NPM. Os órgãos não apresentaram alterações morfológicas graves. Análise em microscopia de luz e eletrônica de transmissão mostram um grande acúmulo de NPM em pulmão de animais em tempos iniciais (5 e 30 minutos), enquanto que baço e fígado exibiram grandes concentrações apenas nos tempos mais tardios (1 dia e 1 mês). O teste do micronúcleo em eritrócitos jovens recolhidos da medula óssea demonstra que AL-NPM não são genotóxicos, mas demostram leve genotoxicidade. Animais experimentais submetidos à atração magnética por um campo externo demonstram NPM no tecido do cérebro, sem causar alterações adversas no órgão. O FM contendo AL-NPM mostrando um promissor material a ser usado em aplicações biomédicas, uma vez que demonstrou baixa toxicidade em células e tecidos, ausência de genotoxicidade e capacidade de sofrer atração magnética por um campo externo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanomaterials, due to its unique physical properties, are promising agents for biomedical use. Magnetic nanoparticles (MNP) covered with double layer of lauric acid (LA-MNP) were tested had their cytotoxicity evaluated in vitro mesangial cells (CHMI), fibroblasts (FHN) and peritoneal macrophages, showing decrease in cell viability only in macrophages, when treated with high doses of LA-MNP. In vivo tests showed the presence of MNP in spleen, lungs and liver of male mice swiss undergoing intravenous injections of LA-MNP, all in magnetic resonance and microscopy analyses. No morphological changes were noted in organs . Analysis by light and transmission electron microscopy show a large accumulation of MNP in lung of animals in early times (5 to 30 minutes), while spleen and liver showed high concentrations only in later times (1 day and 1 month). The micronucleus test of a young red blood cells collected from bone marrow shows that LA-MNP are not genotoxic, but showed mild citotoxicity. Animals undergoing experimental magnetic attraction with a external field show LA-MNP in the brain tissue, without causing changes in organs. The FM containing LA-MNP showing a promising material for use in biomedical applications, since it has low toxicity to cells and tissues, lack of genotoxicity, and ability to suffer magnetic attraction by an external field. Keywords: Nanomaterials, magnetic nanoparticles, flúido magnetic, magnetic field, bio compatibility, biodistribution, lauric acid.
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Avaliação morfológica de baço, linfonodo e fígado de macacos-prego cebus apella tratados com nanopartículas magnéticas recobertas com DMSA

Braz, Shélida Vasconcelos January 2008 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2009-09-24T18:36:53Z No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os fluidos magnéticos (FMs) são suspensões coloidais formadas por nanopartículas magnéticas (NPMs), constituídas por ferritas, tais como a magnetita (Fe3O4) e a maghemita ( Fe2O4), dispersas em meio líquido. Nos últimos anos, o uso de FM tem sido apontado como uma ferramenta promissora para diversas aplicações biomédicas. No entanto, é necessário avaliar os efeitos causados pelo uso dos FM no organismo para que estes possam se tornar uma ferramenta amplamente utilizada. Diante disso, o presente trabalho tem por finalidade avaliar as alterações morfológicas de baço, linfonodo e fígado após a administração endovenosa de fluido agnético (FM-DMSA) composto por nanopartículas magnéticas a base de maguemita recobertas por ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA) em macacos-prego (Cebus apella). Para isso, amostras de baço, linfonodo e fígado de animais controle (AC), tratado 12 horas (AE12h) e tratado 90 dias (AE90d) foram observadas através de mediante Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a fim de avaliar as possíveis alterações morfológicas e ultraestruturais, bem como citolocalizar as NPMs nos tecidos selecionados. O baço e linfonodo não apresentaram alterações morfológicas, nem mesmo infiltrado inflamatório nas amostras de AE12h e AE90d. Porém, amostras de fígado para o AE90d mostraram alterações da estrutura tecidual, com aumento dos espaços de Disse. Nas análises realizadas, o FM-DMSA se mostrou presente internalizado em vesículas no citoplasma, com aspecto granular típico. Foram realizados testes morfométricos das mitocôndrias hepáticas para todos os animais, sendo que em AE90d a área ocupada por essas organelas assumiu valor aproximadamente triplicado comparado com as amostras do animal controle, o que sugere alteração metabólica nas mesmas. O FM-DMSA não mostrou ser uma substância completamente inócua em todos os órgãos analisados, uma vez que alterações hepáticas no AE90d foram imputadas à presença do FM no tecido. Por outro lado, análises realizadas em baço e linfonodo não apontaram qualquer traço de toxicidade da amostra. Assim, não foi constatada formação de processos patológicos severos em nenhum dos órgãos analisados, o que atesta em favor da biocompatibilidade da amostra e possibilidade de sua utilização com fins diagnósticos e terapêuticos em humanos, uma vez que esses dados são inéditos no que se refere à a sua utilização em primatas. Novos testes de toxicidade e biodistribuição para o FM-DMSA devem ser realizados a fim de confirmar o potencial uso desta ferramenta para aplicações biomédicas. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic fluids (MF) are colloidal suspensions formed by magnetic iron oxide nanoparticles (MNPs) such as magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ Fe2O4), dispersed in a liquid medium. In recent years, the use of magnetic fluid has been suggested as a promising tool for various biomedical applications; however, it is necessary to evaluate the effects caused by the use of MF in the organism, so that this tool can be widely used. Therefore, the present study aims to assess the morphological changes of spleen, liver and lymph nodes after treatment with magnetitebased magnetic fluid stabilized with DMSA (2,3-dimercaptosuccinic acid) in capuchin monkeys (Cebus apella). Samples of spleen, liver and lymph node from control animal (CA), 12 hours treatment animal (EA12h) and 90 days treatment animal (EA90d) were observed by Light and Transmission Electron Microscopy (TEM), to assess the possible morphological and ultrastructural alterations, and cytolocalization of MNPs in the selected tissues. Samples of spleen and lymph node showed no morphological changes and did not display inflammatory infiltrate for EA12d and EA90d. Nevertheless, for EA90d liver samples, morphological changes in the tissue structure and Disse space were shown. In all analyses performed, the DMSA-MF was internalized in cytoplasmic vesicles. However, for EA90d liver samples, secondary lysossomes were also observed. Morphometrical tests of hepatic mitochondria were performed and analyzed for all animals, being that for EA90d these are organelles tripled its size, compared with CA. This suggests a metabolic alteration in the liver mitochondria. DMSA-MF was not proven to be completely harmless, due to the fact that hepatic alterations were attributed to the MF presence in the tissue. On the other hand, spleen and lymph nodes did not show any kind of toxic effects to their cells and any pathological process was observed, demonstrating the biocompatibles of MF. This study demonstrated the possibility of utilization of FM in diagnostic and therapies but new tests of toxicity and body distribution need to be conducted in order to evaluate the potential use of DMSA-FM as a tool for biomedical applications.
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Síntese, caracterização, estabilidade e efeitos biológicos in vitro de nanopartícula magnética associada a Anfotericina B

Iocca, Diêgo Cesar 14 March 2013 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-22T15:35:27Z No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / A nanotecnologia proporcionou o aumento de pesquisas em sistemas de entrega de drogas. Entre eles, os fluidos magnéticos (FM) mostram várias vantagens, tais como biocompatibilidade e biodegradação. FM são constituídos por nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas em suspensão num fluido carreador. Nanopartículas magnéticas (NPMs) de maguemita estão entre as mais utilizadas em aplicações médicas. Anfotericina B (AmB) é o agente antifúngico mais utilizado no tratamento de casos graves da Paracoccidioidomycosis (PCM), a qual é uma micose sistêmica nativa na América Latina, tendo como agente etiológico é o fungo termo- dimórfico Paracoccidioides brasiliensis. Infelizmente, a AmB causa graves efeitos adversos (principalmente nefrotoxicidade) após administração intravenosa, limitando assim seu uso clínico. A fim de reduzir os efeitos adversos da AmB, foram sintetizadas nanopartículas de maguemita estabilizadas com ácido láurico (BCL) e conjugadas com anfotericina B (BCL-AmB). O presente estudo mostra a caracterização, estabilidade e ensaios biológicos de BCL-AmB. A atividade antifúngica de BCL-AmB foi determinada pela Concentração Inibitória Mínima - MIC (do inglês -Minimum Inhibitory Concentracion) contra o P. brasiliensis. Citoxicidade, avaliada pelo ensaio MTT, e genotoxicidade, analisada pela fragmentação de DNA em citometro de fluxo e ensaio cometa, foram determinadas em fibroblastos murinos (NIH-3T3) e em células renais de porco (LLC-Pk1). Os ensaios de toxicidade foram realizados em dois tempos experimentais (24 e 48 horas). O diâmetro médio das nanopartículas de maguemita foi estimado por difração de raio-X e por microscopia eletrônica de transmissão, apresentando valores de 13 e 9 nm, respectivamente. Analises por espectroscopia na região do infravermelho mostraram a presença do ácido láurico associado à nanopartícula e confirmaram a presença da AmB. O diâmetro hidrodinâmico (DH) de BCL-AmB e BCL, após a síntese, foi de 62 e 55 nm e o potencial zeta foi de -28 e -42 mV, respectivamente. BCL apresentou alta estabilidade em 240 dias, entretanto o DH de BCL-AmB aumentou neste período. BCL-AmB apresentou atividade antifúngica, com MIC de 1,25 µg/mL, enquanto o MIC da AmB livre foi de 1,0 µg/mL. BCL-AmB apresentou baixa toxicidade em células de mamíferos. Para as células NIH-3T3, a citotoxicidade de BCL-AmB foi menor que a citoxicidade da AmB livre em 24 horas, com CC50 de 20 e 6 µg/mL, respectivamente; enquanto que para as células LLC-Pk1, os valores da CC50 foram de 267 e 37 µg/mL, respectivamente. Similarmente, após 48 horas, a citotoxicidade de BCL-AmB ainda foi menor que a citoxicidade da AmB livre. Nas duas linhagens celulares utilizadas, a CC50 de BCL-AmB induziu menor fragmentação de DNA que a CC50 da AmB livre pelo ensaio cometa. Entretanto, pela citometria não ocorreram diferenças significativas entre todos os grupos. Portanto, os resultados observados sugerem que BCL-AmB poderá ser uma nova nanoferramenta no tratamento da PCM, uma vez que a AmB quando conjugada as nanopartículas manteve sua propriedade fungicida e apresentou baixos efeitos citotóxicos e genotóxicos. A nanoformulação BCL-AmB mostrou resultados promissores (in vitro), entretanto outros testes ainda serão necessários para verificar a eficiência do fármaco adsorvido e sua toxicidade in vivo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanotechnology has dramatically increased the research on drug delivery systems. Among them, magnetic fluids (MF) have shown several advantages such as its biocompatibility and biodegradability. MF samples, consists of superparamagnetic iron oxide nanoparticles suspended in a carrier fluid. Maghemite is the most used magnetic nanoparticles (MNPs) in biological and medical applications. Amphotericin B (AmB) is still the polyene antifungal agent choice for the treatment of severe Paracoccidioidomycosis (PCM), which is a systemic mycosis native from Latin America. Its etiological agent is the dimorphic human pathogenic fungus Paracoccidioides brasiliensis. Unfortunately, AmB causes acute side effects (mainly urinary problems) following intravenous administration, which limits its clinical use. In order to reduce the side effects of AmB, maghemite-based magnetic fluid stabilized with bilayer of lauric acid (BCL) and conjugated with AmB (BCL-AmB) were developed. The present study reports on characterization, stability and biological assays of BCL-AmB. Antifungal activity of BCL-AmB was determined by MIC (Minimum Inhibitory Concentration) assay against P. brasiliensis. Citotoxicity, evaluated by MTT assay, and genotoxicity, analysed by DNA fragmentation in flow cytometer and comet assays, were determined against murine fibroblast (NIH-3T3) and pig kidney (LLC-Pk1) cells line. Toxicity assays was evaluated at two different times (24 and 48 hours). The maghemite nanoparticles average size was estimated by X-ray diffraction and transmission electron microscopy showing value of 13 and 9 nm, respectively. Infra Red analysis showed the presence of lauric acid associated to the nanoparticles and confirmed the presence of Amphotericin B. Hydrodynamic diameters (HD) of BCL-AmB and BCL after synthesis was 62 and 55 nm and zeta potential was -28 and -42 mV, respectively. BCL has high stability on 240 days, however the HD of BCL-AmB increased at the same period. BCL-AmB presented antifungal activity, with MIC of 1.25 µg/mL, whereas the free AmB showed MIC of 1.0 µg/mL. BCL-AmB showed not toxicity for mammalian cells. For NIH-3T3 cells, the citotoxicity of BCL-AmB was lower than free AmB after 24h, with CC50 values of 20 and 6 µg/mL, respectively; whereas for LLC-Pk1 cells, the values were 267 and 37 µg/mL, respectively. Similarly, after 48h, the citotoxicity of BCL-AmB was still lower than free AmB. In both cells line, CC50 of BCL-AmB induced less DNA fragmentation than the CC50 of AmB by comet assay. However, by flow citometer assay, there is no difference between all groups. Hence, the results observed suggest that BCL-AmB may be a new nanotool of treatment for PCM, once the AmB in this nanoformulation is still antifungical and showed lower citotoxicity and genotoxicity effects. There are promising results in this model (in vitro) but tests are still needed to verify their in vivo mechanisms of toxicity.
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Síntese e caracterização de líquidos iônicos magnéticos

Medeiros, Anderson Mateus Mendonça e Silva 01 March 2012 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Química, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-07-03T23:12:01Z No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-05T18:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-05T18:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Líquidos Iônicos Magnéticos (LIM) foram obtidos a partir da dispersão de nanopartículas magnéticas (NPM), modificadas superficialmente, no líquido iônico bistrifluorometanosulfonilimidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI.NTf2). As NPM do tipo g-Fe2O3, Fe3O4, e CoFe2O4 foram obtidas pelo método de co-precipitação química. A superfície das NPM foram modificadas por silanização com cloreto de 1-n-butil-3-3- (trimetoxipropilsilano)imidazólio. As NPM modificadas e não modificadas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), por espectroscopias FTIR, FTNIR e Raman, bem como por análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC) e medidas de magnetização (magnetização vs campo magnético). Os difratogramas das amostras investigadas foram característicos das ferritas do tipo espinélio. A aplicação da equação de Scherrer aos dados de DRX mostra que as NPM de Fe3O4, CoFe2O4 e g-Fe2O3 apresentam diâmetros médios correspondentes a 12,3, 11,0 e 9,9 nm, respectivamente. Diâmetros médios similares foram obtidos por MET. Os espectros Raman das nanopartículas magnéticas mostraram fônons característicos desses materiais e os espectros Raman dos LIM sugerem algum tipo de interação entre o líquido iônico e as nanopartículas magnéticas. O espectro FTNIR das amostras de Fe3O4 e CoFe2O4 mostraram absorções características desses materiais. Os espectros FTIR das amostras superficialmente modificadas mostram, inequivocadamente, a presença do agente modificador na superfície das NPM. Os resultados obtidos por TGA mostram que a superfícies das ferritas estão recobertas por pelo menos uma monocamada do modificador. As medidas de magnetização mostram que as NPM de Fe3O4 e g-Fe2O3 e os LIM corrspondentes apresentam comportamento superparamagnético com coercividades e remanências desprezíveis. Os valores de coercividade e remanência para as NPM e LIM derivados de CoFe2O4 não foram desprezíveis. A estabilidade dos LIM é atribuída à formação de pelo menos uma monocamada de agente modificador na superfície das NPM a qual apresenta uma estrutura que mimetiza a estrutura do LI. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic ionic liquids (MIL) were obtained by the dispersion of surface modified magnetic nanoparticles (MNP) in the ionic liquid (IL)1-n-butyl 3-methylimidazolium bistrifluorometanosulfonilimide (BMI.NTf2). The MNP were made from ferrites of the type g- Fe2O3, Fe3O4, and CoFe2O4 that were obtained by the co-precipitation method. The surfaces of the MNP were modified by silanization with 1-n-butyl-3-3- (trimethoxipropylsilane)imidazolium chloride. The non modified and modified MNP were characterized by x ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), FTIR, FTNIR, and Raman spectroscopy as well as by, TGA, DSC, and magnetization measurements (magnetization vs magnetic field). The XRD diffraction patterns of the investigated samples were characteristic of spinel ferrites and the application of Schrrer´s equation showed that the Fe3O4, CoFe2O4, and g-Fe2O3 MNP have mean diameters of 12.3, 11.0, and 9.9 nm, respectively. Similar mean diameters were obtained by the TEM analysis. The Raman spectra of the MNP have shown the characteristic Raman phonons for these materials and the Raman spectra of the MIL suggest some kind of interaction between the IL and the MNP. The FTNIR spectra of the Fe3O4 and CoFe2O4 samples have shown the characteristic absorptions of these materials. The FTIR spectra of surface modified samples characterized unequivocally the presence of the surface modifier on the surface of the MNP. TGA results have shown that the surface of the MNP is recovered with at least one monolayer of modifier. Magnetization measurements have shown that the Fe3O4 and g-Fe2O3 MNP as well as their corresponding MIL present superparamagnetic behavior with negligible remanences and coercivities. The coercivities and remanences for the CoFe2O4 MNP and the corresponding MIL are not negligible. The stability of MIL is attributed to the formation of at least one monolayer of the surface modifier, which presents a structure that mimics the IL structure.
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Efeitos das interações magnéticas entre partículas nas propriedades de bloqueio de nanocristais de ferrita de cobalto

Vieira, Clauber Alex de Melo January 2013 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-27T12:09:31Z No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre interações magnéticas em partículas de ferrita a partir da análise de técnicas de magnetização a baixo campo, susceptibilidade AC e gráficos do tipo Henkel, em vários regimes de concentração, de forma a se verificar a influência das interações dipolares e de exchange nas características magnéticas dos sistemas. As amostras aqui utilizadas são nanopartículas de ferrita de cobalto cobertas por uma camada de maguemita em sua superfície mais externa, seguindo um modelo core-shell, sintetizadas na forma de fluido a partir de uma estratégia química de núcleo/superfície. Devido à grande anisotropia das partículas estudadas, nota-se uma clara predominância de interações do tipo dipolo nas amostras, cuja natureza randômica causa um aumento na temperatura de bloqueio de Néel e um comportamento desmagnetizante na magnetização remanente. A interação dipolar – presente em grau relevante mesmo nos sistemas diluídos, comumente considerados pouco interagentes – é, então, mesurada a partir da inserção de uma temperatura fenomenológica, advinda de uma teoria de Vogel-Fulcher, da ordem de algumas dezenas de kelvin. Finalmente, devido a forte contribuição das interações dipolares nas amostras estudadas, a presença de interações de exchange se faz perceptível apenas no regime de maior compactação, isto é, no sistema com a menor distância interpartícula. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of magnetic interactions in ferrite particles from the analysis of low field magnetization techniques, AC susceptibility and Henkel plots, in various regimes of concentration, in order to verify the influence of dipolar and exchange interactions in the systems’ magnetic characteristics. The samples used herein are cobalt ferrite nanoparticles covered by a layer of maghemite on its outermost surface, following a core-shell model, synthesized in fluid form from a chemical strategy. Due to the large anisotropy of the studied particles, there is a clear predominance of dipole interactions in the samples, whose random nature causes a rise in Néel’s blocking temperature and a demagnetizing behavior in the remanent magnetization. The dipolar interaction – with a relevant value even in diluted systems, commonly considered as weakly interacting - is then measured from the insertion of a phenomenological temperature, arising from a Vogel-Fulcher theory, of the order of a few tens of kelvin. Finally, because the dipolar interactions have a strong contribution in the samples studied, the presence of exchange interactions becomes perceptible only in the most compacted scheme, i.e. the system with the shortest interparticle distance.
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Estudo das propriedades estruturais locais de fluidos magnéticos : da nanopartícula à dispersão / Étude des propriétés structurelles locales de liquides magnétiques : de la nanoparticule à la solution

Gomes, Juliano de Andrade January 2007 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2007. / Submitted by Priscilla Brito Oliveira (priscilla.b.oliveira@gmail.com) on 2009-10-14T20:45:49Z No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-10-15T12:31:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-15T12:31:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Juliano de Andrade Gomes.pdf: 2907781 bytes, checksum: 309cb5f294c8721ed1d987145a8ce63a (MD5) / Esse trabalho visa o estudo das propriedades estruturais locais de fluidos magnéticos à base de nanopartículas de ferrita de zinco, cobre ou níquel. Esse nanogrãos, obtidos por um método de coprecipitação hidrotérmica, são dispersos em meio ácido graças a uma estratégia núcleosuperfície, que permite proteger as partículas contra dissolução. Desta forma, sua composição química não é mais homogênea e estes podem ser descritos por um núcleo de ferrita estequiométrica e uma camada superficial de composição química média Fe3O4. As dosagens químicas permitem determinar a fração volumétrica em nanopartículas bem como a espessura da camada superficial. A espectroscopia de absorção de raios x é utilizada para estudar quantitativamente a estrutura local dos cátions metálicos. Os resultados confirmam o modelo núcleo-superfície, com um núcleo de ferrita que apresenta inversão catiônica entre os sítios A e B da estrutura espinélio dos nanocristais, sugerindo efeitos relacionados ao confinamento espacial à escala nanométrica. A análise de Rietveld dos difratogramas de raios x indica que a densidade calculada das nanopartículas tende ao valor do material maciço à medida que o tamanho das partículas aumenta. O espalhamento a baixo ângulo de nêutrons é utilizado para caracterizar a estrutura local das soluções e mostra que a aplicação de um campo magnético externo cria uma anisotropia dentro da solução. Finalmente, um estudo químico, estrutural e magnético, de ferrofluidos à base de nanopartículas de maguemita dopadas com átomos de terra rara, material precursor para a nanoradioterapia, é apresentado. _________________________________________________________________________________________ RESUMÉ / Notre travail vise l´étude des propriétés structurelles locales de liquides magnétiques à base de nanoparticules de ferrite de zinc, cuivre ou nickel. Ces nanograins, obenus par une méthode de chimie douce, sont dispersés en milieu acide grâce à une stratégie coeur/couronne qui permet de protéger les particules de leur dissolution. Leur composition chimique n´est donc plus homogène et celles-ci sont mieux décrites par un coeur de ferrite stoechiométrique et une couche surfacique de composition chimique moyenne Fe3O4. Les dosages chimiques permettent de déterminer la fraction volumique en nanoparticules ainsi que l´épaisseur de la couche. La spectroscopie d´absorption de rayons X est utilisée pour étudier quantitativement la structure locale de ces cations métalliques. Les résultats confirment le modèle coeurcouronne, avec un coeur de ferrite qui montrent des inversions de cations entre sites A et B de la structure spinelle des nanocristaux, et suggèrent des effets liés au confinement spatial à l´échelle nanométrique. L´analyse de Rietveld de diagramme de poudre de rayons X indique que la densité calculée des nanoparticules tend vers la valeur du matériau massif à mesure que la taille des particules augmente. La diffusion aux petits angles de neutrons est utilisée pour caractériser la structure locale des solutions et montre que l´application d´un champ magnétique externe crée une anisotropie dans la solution. Finalement, une étude chimique, structurelle et magnétique, de ferrofluides à base de nanoparticules de maghémite dopée avec des atomes de terre rare, matériau précurseur pour la nanoradiothérapie, est présentée. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Local structural properties of magnetic fluids based on nanosized particles of zinc, copper or nickel ferrite are investigated. Nanograins prepared by a soft chemistry method are dispersed in acidic medium thanks to a core-shell strategy that prevents the particles from dissolution. Their chemical composition is no longer homogeneous and they can be described as a core of stoechiometric ferrite surrounded by a surface layer with an average composition of Fe3O4 type. Chemical titrations and X-ray Absorption Spectroscopy are used to quantitatively investigate the coordination shells of metallic cations. The core-shell model is confirmed with a ferrite core with cation inversion at A- and B-site of the spinel nanocrystal and effects related to spatial confinement at nanoscale. Rietveld refinement of the x-ray diffractograms patterns, carried out within the core-shell model using two spinel phases, suggests that the nanoparticle density tend to the bulk value when the particle size increases, indicating smaller surface contribution. Small Angle Neutron Scattering, used to characterize the colloidal structure of the solution, shows that a magnetic field induces an anisotropy inside the solution. Finally, a chemical, structural and magnetic characterization of ferrofluids based on rare earth doped maghemite nanoparticles, precursor material for nanoradiotherapy, is presented and discussed.
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Síntese e caracterização de fluidos magnéticas à base de nanopartículas de oxidos dopadas com gadolinio e funcionalizadas com adms.

Morceli, Carlos Henrique Silveira January 2009 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-05T19:57:11Z No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-24T00:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-24T00:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_CarlosHenriqueSilveiraMorceli.pdf: 5106726 bytes, checksum: 42fe59b399d94f35a5af18633f02e1d5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho foi realizada a síntese de ferritas de gadolínio pela substituição progressiva de íons ferro (III) por íons gadolínio (III), com o objetivo de se obter nanopartículas magnéticas. O método de síntese escolhido foi o da coprecipitação. Em razão de se determinar os parâmetros ideais para a síntese dessas ferritas substituídas, sintetizou-se sete amostras de nanopartículas de maghemita em condições reacionais diferentes e determinou-se os parâmetros reacionais com os quais obtinham-se nanopartículas com características desejadas. Como resultado das sínteses das ferritas substituídas, obteve-se nanopartículas magnéticas com 5% e 25% de substituição e partículas com 50% de substituição, estas não apresentavam comportamento magnético e nos estudos constatou-se que tratava-se de uma mistura de GdFeO3 e Gd3Fe5O12 não magnéticos. Das ferritas de gadolínio magnéticas separou-se metade das partículas obtidas, elas foram oxidadas e resultando em quatro amostras de nanopartículas. Sintetizou-se uma amostra de nanopartículas de magnetita para se comparar com as ferritas de gadolínio não oxidadas, enquanto as oxidadas eram comparadas com a maghemita. A fim de identificar se realmente obteve-se ferritas de gadolínio com estrutura parecida com a da maghemita e da magnetita, empregou-se medidas de difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, potencial Zeta e microscopia eletrônica de transmissão. Com o resultado das identificações, comprovou-se que realmente tratavam-se de ferritas de gadolínio com estrutura similar à da maghemita e sem apresentar mistura de compostos. Com estas ferritas, preparou-se tanto fluidos iônicos quanto fluidos biocompativeis, estes peptizados com Ácido meso-2,3-dimercaptossuccínico (ADMS), devido à sua grande aplicabilidade. Mostrou-se que o ADMS estava aderido à superfície das nanopartículas e assim possibilitando a grande estabilidade do fluido em pH fisiológico. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work was performed the synthesis of gadolinium ferrite by the progressive substitution of ions iron (III) for ions gadolinium (III), with the objective of obtainig magnetic nanoparticles. The chosen synthesis method was the co-precipitation. In order to determine the ideals parameters for the synthesis of this substituted ferrites, has been synthesized seven samples of maghemite nanoparticles in different reactional conditions and it was determining the reactional patterns with the nanoparticles show desired characteristics. As the synthesis result of the substituted ferrites was obtained magnetic nanoparticles with 5% and 25% of substitution and particles with 50% of substitution, they did not show magnetic behavior and in later studies were showed those are a mixture of non magnetic GdFeO3 e Gd3Fe5O12. One of the gadolinium magnetic ferrite was separated at half of the obtained particles, they were oxidized and resulted in four nanoparticles samples. It was synthesized as a nanoparticle magnetite sample to compare it with the non oxidized gadolinium ferrite. Meanwhile the oxidized ones were compared with the maghemite. To identify if gadolinium ferrites obtained was really with a structure alike maghemita´s and magnetite´s, it has been utilized measures of X-rays diffraction, Infrared spectroscopy, Zeta potential and transmission electronic microscopy. With the result´s identification, it was proved that it was really gadolinium ferrites with the structure alike maghemite´s and without showing compounds´ mixture. With these ferrites were prepared even ionic fluids as biomedical fluids, these were pepitzaded with DMSA (meso-2,3- dimercaptossuccinic acid), because of its great applicability. It was demonstrated that the DMSA is attached on the nanoparticles´ surface and because of that enabling a great stability of the fluid in physiological pH.
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Síntese e estudo das propriedades ópticas e magnéticas de pontos quânticos de Pb1-xMnxS crescidos em matrizes vítreas

Silva, Ricardo Souza da 02 April 2008 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Loiana Noronha (loiaunb@hotmail.com) on 2010-03-17T03:43:56Z No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) / Approved for entry into archive by Joanita Pereira(joanita) on 2010-03-18T15:36:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-18T15:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_RicardoSouzadaSilva.pdf: 3198491 bytes, checksum: 47b3c5e23f9fd09ce6c3405b778a450c (MD5) Previous issue date: 2008-04-02 / Neste trabalho de Tese de Doutorado sintetizou-se e caracterizou-se pontos quânticos (nanocristais) de PbS e Pb1-xMnxS em matrizes vítreas. Obtiveram-se e analizaram-se os espectros de Absorção Óptica (AO), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e curvas de Magnetização por SQUID (Superconducting Quantum Interference Device Magnetometer). As bandas de AO deslocaram-se para comprimentos de ondas menores com o aumento da concentração de Mn em pontos quânticos de Pb1-xMnxS, que apresentam “band gap” na região entre 0,41 eV (gap do PbS “bulk”) e 3,5 eV (gap do MnS “bulk”). Espectros de RPE, correspondentes à transição eletrônica 2 1 2 1 − ↔ + , mostram as seis linhas hiperfinas dos íons Mn2+ quando incorporados em pontos quânticos de PbS, apresentando sinais dos tipos SI e SII, característicos de íons Mn2+ incorporados no interior e na superfície de nanocristal, respectivamente. Curvas de Magnetização obtidas para as amostras revelam o comportamento paramagnético dos pontos quânticos de Pb1-xMnxS. Imagens de Microscopia de Força Atômica (MFA), obtidas para a matriz vítrea de composição 40SiO2 . 30Na2CO3 . 4PbO2 . 1Al2O3 . 25B2O3 (mol%) + 2S (%wt) + xMn (%wt (Pb)), confirmam o crescimento de nanocristais. Por meio do Modelo de Função Envelope de Quatro Bandas estimou-se o tamanho médio de pontos quânticos de PbS e Pb1- xMnxS. As estimativas teóricas para o tamanho médio dos pontos quânticos apresentaram excelente concordância com as medidas de MFA. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this Thesis PbS and Pb1-xMnxS quantum dots (nanocrystals), hosted in glass matrix, were synthesized and characterized. Optical absorption (OA), Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Magnetization curves (SQUID) were used to characterize the as-prepared nanocrystals. Within the range of 0.41 eV (gap of bulk PbS) to 3.5 eV (gap of bulk MnS) the OA bands of the Pb1-xMnxS nanocrystals shift toward lower wavelengths as the Mn content increases. EPR spectra, corresponding to the 2 1 2 1 − ↔ + electronic transition, show the standard six hyperfine lines of Mn2+ ion when incorporated into PbS nanocrystals, with SI and SII features labeling Mn2+ ions located at the core and at the surface sites, respectively. Magnetization curves show the paramagnetic behavior of the as-prepared Pb1- xMnxS nanocrystals. Atomic Force Microscopic (AFM) images, recorded from the glassbased samples with composition 40SiO . 30Na2CO3 . 4PbO2 . 1Al2O3 . 25B2O3 (mol%) + 2S (%wt) + xMn (%wt (Pb)), confirm the in-situ growth of nanocrystals. The average sizes of the PbS and Pb1-xMnxS nanocrystals were estimated using the four-band envelope function model. The estimated values for the nanocrystals average sizes are in excellent agreement with the data provided by AFM.
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Estudo da biodistribuição e biocompatibilidade de nanopartículas magnéticas à base de maguemita recobertas com DMSA em macacos-prego (Cebus spp.) juvenis mediante análise morfológica

Monge-Fuentes, Victoria January 2009 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2009. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2010-03-25T12:11:05Z No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-11T01:57:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-11T01:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_VictoriaMongeFuentes.pdf: 21806974 bytes, checksum: fb4af1f8e8038384c523c89731014576 (MD5) Previous issue date: 2009 / A determinação da biodistribuição e da biocompatibilidade de nanopartículas magnéticas (NPMs) para aplicações biomédicas in vivo é essencial para, posteriormente, assegurar a sua utilização clínica de uma forma segura. A biodistribuição de NPMs depende de propriedades, tais como: características de superfície, forma e carga, as quais podem também afetar a sua remoção, interação partículas-células e interações com proteínas no soro. A determinação da remoção do ferro conforme as NPMs degradam-se é também importante, já que o excesso de ferro nos tecidos pode causar toxicidade. De tal forma, NPMs à base de maguemita recobertas com o estabilizante ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA), foram injetadas intravenosamente em primatas não-humanos da espécie Cebus spp., sacrificados 12 horas, 30 e 90 dias após administração. Aglomerados de NPMs foram distribuídos em todos os órgãos de estudo, porém, foram principalmente observados no pulmão, fígado, rim e baço em todos os tempos experimentais. A análise mostrou também que conforme o tempo avançou, menos aglomerados foram visualizados. O cérebro, cerebelo, pâncreas, coração e intestinos mostraram uma presença ínfima de NPMs, não sendo considerados como potenciais órgãos alvo para futuras aplicações biomédicas. As principais vias de eliminação das NPMs- DMSA foram, predominantemente, pelo fígado, seguido pelo rim, sem excluir uma remoção paralela pelas vias aéreas. Alterações morfológicas foram observadas unicamente no tecido hepático obtido 90 dias após administração de NPMs, mostrando um aumento na área ocupada pelo espaço de Disse. Essa hepatoxicidade foi possivelmente causada por um excesso de ferro no tecido. É considerada a possibilidade de uma leve imunosupressão induzida pela presença do ferro no organismo. Concluindo, no nosso conhecimento, o presente trabalho representa o primeiro estudo histológico, hematológico, bioquímico e clínico utilizando nanoparticulas magnéticas em primatas não-humanos, como modelo experimental, o que aproxima o uso terapêutico de nanomateriais em seres humanos. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / It is essential to determine the biodistribution and biocompatibility of magnetic nanoparticles (MNPs) for in vivo biomedical applications in order to ensure their safe clinical use. Biodistribution of MNPs depends on their properties, such as surface characteristics, size, shape and charge, which can all affect biodistribution, clearance, particle-cell interactions, and interactions with serum protein. Equally important is determining iron clearance as MNPs degrade, due to the fact that excessive free iron tissue accumulation is known to cause toxicity. Therefore, maghemite based magnetic nanoparticles coated with meso 2,3-dimercaptosuccinic acid DMSA were injected in non-human primates (Cebus apella), sacrificed 12 hours, 30 and 90 days after intravenous administration of MNPs. MNPs were distributed in all study organs, being more abundant in the lungs, liver, kidney, and spleen, in all experimental times, showing that as time advanced, less agglomerates were observed in the tissue. Brain, cerebellum, pancreas, heart, and intestines showed very few MNPs agglomerates; therefore, their use for therapeutic applications was not considered. Main DMSA-MNP elimination route was observed to be done by the liver, followed by the kidney, not discarding elimination through the air ways as a parallel route. Morphological alterations were only seen in the liver obtained 90 days after DMSA-MF administration, showing a dilated Disse space. This hepatotoxicity could be due to iron overload. Possible light immunosuppression induced by iron overload is also considered. In conclusion, to our knowledge this work represents the first histological, hematological, biochemical, and clinical study which used magnetic nanoparticles in a non-human primate experimental model, bringing nanomaterial use for therapeutical purposes in human beings a step closer.
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Propriedades de exchange bias e congelamento de spins de superfície em nanopartículas magnéticas

Silva, Franciscarlos Gomes da January 2009 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-31T15:29:51Z No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-18T03:31:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-18T03:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 3878222 bytes, checksum: 0b8e3cd7417456ca6f19d72a46db932c (MD5) Previous issue date: 2009 / Nós apresentamos aqui medidas de magnetização realizadas a baixas temperaturas em nanocolóides magnéticos baseados em partículas de ferrita de manganês de tamanho 3.3 nm. Este nanocolóide foi obtido por uma estratégia química núcleo/superfície desenvolvida para a síntese de ferrofluidos. A dependência da temperatura das medidas de magnetização nos permitiu separar duas contribuições. Uma associada ao núcleo bem ordenado, com uma dependência da temperatura que segue a lei efetiva de Block e outra relacionada a superfície de spins congelados em uma estrutura desordenada como a de um vidro de spin. Após resfriar a amostra em alto campo observou-se um deslocamento no ciclo de histerese, o que indica a existência de um acoplamento entre o núcleo ferrimagnético ordenado e a superfície de camada desordenada. O deslocamento no ciclo de histerese nos permite avaliar o campo de exchange, determinado pelo deslocamento do campo da origem e está aumentando com o campo aplicado usado no processo de resfriamento. Diferentemente, medidas de magnetização na dependência da temperatura para diferentes magnitudes de campos aplicados indicam uma contribuição adicional dos spins desordenados para a magnetização em baixas temperaturas. Além disso, foi possível determinar para cada magnitude de campo aplicado uma temperatura de congelamento, na qual a superfície é congelada em uma estrutura como a de um vidro de spins. A variação da temperatura de congelamento Tf com o campo aplicado, indica neste caso um aumento no acoplamento núcleo/superfície com o campo aplicado _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / We present here magnetization measurements performed at low temperatures on magnetic nanocolloids based on 3.3 nm sized particles of manganese ferrite. This nanocolloid was obtained by a chemical core/shell strategy developed for the synthesis of ferro uids. Temperature dependence of the magnetization measurements allowed us to separate two contributions. One associated to the well ordered core, with a temperature dependence which follows an eective Bloch law and the other related to surface spins frozen in a disordered spin glass like structure. After cooling the sample in a high eld we observer a shift on the hysteresis loops, which indicates the existence of a coupling between the ferrimagnetic ordered core and the disordered surface layer. The shift on the hysteresis loop allow us to evaluated the exchange bias eld, determined from the eld oset from the origin, and is increasing as the applied eld used in cooling process. Otherwise measurements of temperature dependence of magnetization for different magnitudes of applied field indicate an additional contribution to the magnetization of the disordered spins to low temperatures. Moreover it was possible to determine for each applied field magnitude a freezing temperature, in which the surface is frozen in a spin glass like structure. The variation of the freezing temperature Tf with the applied field, indicates in this case an increasing in the coupling core/shell with the applied field.

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