Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-11-12T14:29:44Z No. of bitstreams: 1 2013_ElianeSilvaLeite.pdf: 3316411 bytes, checksum: c486a033b199ab4024774caa3667ca6b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-11-21T13:51:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ElianeSilvaLeite.pdf: 3316411 bytes, checksum: c486a033b199ab4024774caa3667ca6b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-21T13:51:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ElianeSilvaLeite.pdf: 3316411 bytes, checksum: c486a033b199ab4024774caa3667ca6b (MD5) / Transformadores elétricos / Nesta Tese foram estudadas as propriedades magnéticas de nanopartículas de maghemita funcionalizadas com ácido oléico, dispersas em óleos magnéticos isolantes, usando as técnicas de magnetização, birrefringência magnética estática e ressonância paramagnética eletrônica. O conjunto de resultados experimentais obtido a partir dessas técnicas, relacionados às propriedades magnéticas desses fluidos (óleos magnéticos), juntamente com os resultados da técnica de apoio Espectroscopia Mössbauer, são apresentados, visando construir uma compreensão mais profunda da relação entre as propriedades magnéticas das nanopartículas, suspensas nos fluidos magnéticos, em função de alguns parâmetros magnéticos. Além disso, mostramos que temperaturas de transição características desses materiais são sensíveis ao padrão da distribuição de partículas (determinada através da microscopia eletrônica de transmissão), na região de temperaturas onde esses materiais apresentam propriedades superparamagnéticas ou ordenamento magnético, sendo que a interpretação das propriedades magnéticas deve levar em conta tais distribuições. Os resultados de espectroscopia Mössbauer mostram o caráter magnético das nanopartículas, assim como os resultados de magnetização. Nos resultados experimentais de ressonância paramagnética eletrônica dos óleos magnéticos, foram encontradas duas temperaturas de transição; sendo a primeira associada a uma mudança no ordenamento magnético das partículas, possivelmente a temperatura de bloqueio (TB); ao passo que a segunda, supomos ser a temperatura de descongelamento do solvente, transição sólido-líquido. Admitimos que o conjunto de partículas magneticamente ordenadas apresenta uma distribuição de temperatura P(T,TB), onde assumimos que o máximo dessa distribuição está em torno da temperatura de bloqueio (TB) do sistema, relacionada à distribuição de tamanho das partículas. A temperatura de bloqueio, estimada a partir das curvas ZFC e FC, está próxima do valor de TB ajustado a partir da magnetização e próxima do valor de TB ajustado na ressonância magnética eletrônica. Para a análise dos resultados experimentais de magnetização e birrefringência magnética estática foi utilizado o modelo proposto pelo grupo, apresentado respectivamente nas seções 3.1.1 e 3.2.1, que leva em consideração o estudo da magnetização de partículas isoladas e interações partícula-partícula, podendo ser do tipo aglomerados (clusters com duas ou mais nanopartículas). Nos modelos da magnetização e birrefringência magnética estática, comprovamos a inclusão do termo da susceptibilidade rotacional. Evidenciamos, também, no modelo da magnetização, à temperatura ambiente, a necessidade de inserir a contribuição da susceptibilidade. Ainda se tratando do modelo, o efeito da viscosidade magnética é observado nos resultados de birrefringência magnética estática e comprovado também no estudo das medidas de magnetização. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this thesis we studied the magnetic properties of functionalized maghemite nanoparticles with oleic acid dispersed in insulating magnetic oils, using measurements of magnetization, static magnetic birefringence and electron paramagnetic resonance. The set of experimental results obtained from these techniques related to the magnetic properties of the magnetic fluids (magnetic oils), including the results of the support Mössbauer spectroscopy technique, are presented in order to construct a deeper understanding of the relationships of the magnetic properties of nanoparticles, suspended in magnetic fluids, as function of some magnetic parameters. Furthermore, we show that characteristics transition temperatures are sensitive to the pattern of particle distribution (determined by transmission electron microscopy) in the region of temperatures in which these materials show superparamagnetic properties or a magnetic ordering and the interpretation of the magnetic properties should take into account such distribution. Mössbauer spectroscopy results show the magnetic character of nanoparticles, as well as the magnetization results. From the experimental results of electron paramagnetic resonance of magnetic oils we found two transition temperatures; the first one associated with a change in the magnetic particle ordering, a possible blocking temperature (TB), whereas the second temperature we presume to be the melting point of the solvent, the solid-liquid transition. We understand the magnetically ordered/arranged set of particles has a P(T,TB) temperature distribution, in which we assume the maximum is around the blocking temperature (TB) of the system, related to the distribution of particle sizes. The blocking temperature, estimated from the ZFC and FC curves, is close to the value of TB adjusted from magnetization and close to the value of TB found from the magnetic resonance. Data to analyze the experimental results of magnetization and static magnetic birefringence the model proposed by the group, presented respectively in sections 3.1.1 and 3.2.1, which takes into account the study of the magnetization of isolated particles, particle-particle interactions and clusters (clusters with two or more nanoparticles) was used. In the model of magnetization and static magnetic birefringence, the rotational susceptibility term was included. In addition we found evidence for the contribution of the rotational susceptibility in the magnetization model at room temperature. Still addressing the model, the effect of magnetic viscosity is observed in the results of static magnetic birefringence and also found in the study of the magnetization.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-01-06T13:18:58Z No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-01-22T20:31:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-22T20:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_CarlosJoseDomingosCruz.pdf: 1828183 bytes, checksum: 8517a50b9431bf5e6f3c7782d577eab8 (MD5) / O interesse pelos nanomateriais ocorre da possibilidade de manipulação de átomos ou de um pequeno conjunto destes, de modo que as propriedades dos materiais possam ser regidas pelo tamanho. Dentre estes materiais, as nanopartículas magnéticas, tem despertado bastante interesse devido ao seu grande potencial tecnológico, com um futuro promissor no uso em diversas aplicações na indústria tecnológica e em aplicações biomédicas. Sendo assim, este trabalho visa a elaboração e o estudo de nanopartículas magnéticas modelo Core-Shell do tipo γ-Fe2O3@CoFe2O4, tendo em vista aplicações biomédicas, mais especificamente em magneto-hipertermia. As nanopartículas foram obtidas por síntese do tipo bottonup por método de coprecipitação de uma mistura de soluções de sais ferro em meio alcalino e em seguida, submetidas a um tratamento químico superficial em aquecimento, com solução de sal de cobalto, gerando o material desejado. Medidas de difração de raios X permitiram determinar a estrutura do material e o diâmetro médio dos nanogrãos. Dosagens químicas permitiram determinar as frações volumétricas das fases (núcleo e superfície) do material e bem como a espessura da camada superficial. As análises dos difratogramas pelo método de refinamento de Rietveld permitiram comprovar a existência das duas fases de estequiometria diferentes, porém de mesma estrutura cristalográfica (espinélio), bem como parâmetro de distribuição do íon ferro na estrutura que permitiu escrever a fórmula cristalográfica e determinar a magnetização calculada do nanocristal. Por fim, medidas de magnetização das nanopartículasCore-Shell (γ-Fe2O3@CoFe2O4) investigadas são apresentadas, onde mostram uma elevada energia de anisotropia para este nanomaterial magnético, garantido a existência de histerese mesmo a emperatura ambiente, tornando-o bastante promissor nas aplicações em magneto-hipertermia. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The interest in nanomaterials is the possibility of manipulating atoms or molecules in a way that these materias properties can be regulated by size. Among these materials, the magnetic nanoparticles, have attracted considerable interest due to their great technological potential, with a promising future in a choice of applications from the technology industry to biomedical ones. Thus, this work aims to design and study of core-shell magnetic nanoparticles, with formula γ-Fe2O3@CoFe2O4, as precursors for biomedical applications, specifically in magneto hyperthermia. Core-Shell nanoparticles were synthesized by using the botton up method through the alkaline coprecipitation of nanometric magnetite, then 2+subjected to a chemical treatment on surface by heating in a solution of Co , generating the desired material. Measurements of X-ray diffraction were used to determine the structure of the material and diameter of nanocrystals. Chemical techniques, such as, Atomic Absorption Spectroscopy, were used to determine the volume fractions of the each phase (core and surface) as well as the material and the thickness of the surface layer. From the Rietveld refinement of the XRD patterns we have been capable to prove the existence of two phases with different stoichiometry but similar in structure (spinel) as well as the distribution parameter iron ions in the structure allowing write the crystallographic formula and determine magnetization calculated for the nanocrystal. Finally, we present magnetization measurements of the core-shell nanoparticles investigated here. We evidence high anisotropy energy for our synthesized magnetic nanomaterial. Itassures the existence of hysteresis even at room temperature, making it very promising in applications like magnetohyperthermia.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-09T12:40:49Z No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-11T13:47:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-11T13:47:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DanielleAlexandrinodeAndrade.pdf: 15406653 bytes, checksum: b70bc05954e0db96efdc43f18c2ed327 (MD5) / As nanopartículas magnéticas são investigadas devido às suas propriedades únicas e para muitas aplicações como dispositivos de armazenamento de dados, imagens médicas e catálise. A rota hidrotermal de co-precipitação é o processo de bottom-up mais aplicado de síntese química, permitindo a obtenção de partículas em escala nanométrica com composição controlada. Recentemente um composto magnético contendo nanopartículas de óxido de ferro maguemita incorporado em uma matriz de argila sintética, preparada por uma nova rota química de um passo, foi relatada na literatura. Aqui utilizando uma abordagem hidrotérmica semelhante sintetizamos nanopartículas de CoFe2C>4 utilizando uma solução de Laponita em fase líquida isotrópica a 0,5% em meio alcalino (pH = 10). A estrutura cristalina, bem como o diâmetro médio das nossas nanopartículas sintetizadas são deduzidas a partir dos padrões de difração do raios-X e é igual a 13 nm. A composição química das nanopartículas foi verificada por meio de dicromatometria no caso dos íons de ferro e de Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raio-X a fim de determinar a relação estequiométrica entre Co2+ /Fe3+ions. A caracterização da temperatura ambiente magnética foi realizada em um VSM / PPMS magnetômetro por campo até 90 kOe e mostra uma histerese com Hc = 330 Oe, Hirr = 4200 Oe e MS (300 K) = 42 emu/g. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic nanoparticles are investigate due to their unique properties and to many applications as data storage devices, medical imaging and catalysis. The hydrothermal co¬precipitation route is the mostly applied bottom-up chemical synthesis process, It allows obtaining particles at nanometric scale with controlled composition. Recently a magnetic composite containing iron oxide maghemite nanoparticles embedded in a synthetic clay matrix, prepared by a new one step chemical route, was reported in the literature. Here by using a similar hydrothermal approach we have synthesized CoFe204 nanoparticles using a 0.5% isotropic liquid phase laponite solutions in alkaline medium (pH =10). The crystalline structure as well as the mean diameter of our synthesized nanoparticles are deduced from X- ray diffraction patterns and equals to 13 nm. The nanoparticles chemical composition was verified by dicromatometry in the case of iron ions and by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX) in order to determine the stoichiometric relation between Co /Fe ions. Room temperature magnetic characterization was performed in a VSM/PPMS magnetometer for field up to 90 kOe and shows a hysteresis with He = 330 Oe, Hirr = 4200 Oe and ms (300 K) = 42 emu/g.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Tese de doutorado em co-tutela entre a Universidade de Brasília e a Université Paris VI. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-11T12:55:42Z No. of bitstreams: 1 2013_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 5370194 bytes, checksum: 299c047c2963feb600bca4377bb5e2ae (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-22T14:01:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 5370194 bytes, checksum: 299c047c2963feb600bca4377bb5e2ae (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-22T14:01:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FranciscarlosGomesdaSilva.pdf: 5370194 bytes, checksum: 299c047c2963feb600bca4377bb5e2ae (MD5) / Nanopartículas magnéticas do tipo núcleo/superfície à base de MnFe2O4@γ-Fe2O3 são quimicamente sintetizadas com diâmetros variando entre 3 e 9 nm e investigadas aqui em pó, dispersões diluídas e mais concentradas (entre 0,4 e 13,9 %). Visamos estudar os efeitos de desordem, anisotropia magnética, características intrínsecas, bem como os efeitos das interações nas propriedades de polarização por intercâmbio. A magnetodinâmica dos núcleos é sondada por medidas de Ressonância Ferromagnética (RFM), que apontam uma anisotropia magnética uniaxial das nanopartículas. Um modelo teórico descrevendo a resposta magneto-orientacional de um conjunto de partículas individuais é ajustado aos dados. Este confirma que a anisotropia magnética se escala com a superfície das Nanopartículas e permite quantificar a dependência térmica da magnetização. A magnetização total é medida em função da temperatura à 5T e em função do campo a 1,5 K em campos pulsados de até 52 T. A magnetização total é analisada somando-se as contribuições do núcleo e da superfície desordenada, que não satura, mesmo em campos altíssimos por causa da superfície desordenada. Experimentos de espectroscopia Mossbauer confirmam a existência de uma camada de superfície completamente desordenada de spins. Ciclos de Histerese FC, deslocados ao longo do campo, apresentam um campo de polarização por intercâmbio, associado ao acoplamento entre os spins do núcleo ordenado e os spins da camada superficial desordenada. Uma comparação entre dispersões congeladas e pós desordenados nos permitem distinguir a inuência das interações intra- e inter- partículas na polarização por intercâmbio. Efeitos coletivos interpartículas são bem mais dominantes na amostra em pó, enquanto uma polarização intra-partícula é observada no caso das dispersões congeladas, eventualmente diminuída por interações dipolares em frações volumétricas altas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic core/shell Nanoparticles (NP's) chemically synthesized and based on MnFe2O4@ γ-Fe2O3, of diameter 3 to 9 nm, are probed either as powders or as liquid dispersions from 0,4 up to 13,9%. We focus mainly on magnetization, surface disorder, magnetic anisotropy and Exchange Bias (EB) properties. Magnetodynamics of the cores is probed by FerroMagnetic Resonance (RFM) measurements, pointing out the NP's uniaxial magnetic anisotropy. A theoretical model describing the magneto-orientational response of an ensemble of individual NP's is adjusted to the data confirming that the magnetic anisotropy scales with NP's surface and allowing to quantify the thermal dependence of the NP's core magnetization. The thermal and field dependences of total magnetization are measured at 5T as a function of temperature and at 1.5 K in a pulsed field experiment up to 52T. The total magnetization, analyzed as the sum of a contribution of the core and one from the disordered surface, does not saturate even though at very high fields because of the disordered surface. In-field M ossbauer spectroscopy confirms the existence of a surface layer of completely disordered spins. FC hysteresis loops, shifted along the field, show an EB associated to the coupling between the spins of the core and the misaligned spins of the surface shell. A comparison between frozen dispersions and disordered powders allows us to distinguish the inuence of intra- and interparticle interactions on the exchange bias. Interparticle collective effects dominate in the powder while an intra-particle exchange bias, eventually hindered by dipolar interactions at large volume fraction, is observed in frozen dispersions. _______________________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Nanoparticules magnétiques de type cceur-coquille basées sur MnFe2O4@-γ Fe2O3 sont synthétisés chimiquement avec des diamètres de 3 à 9 nm sont investiguées ici soit en poudre, en dispersions diluées et plus concentrées ( entre 0,4 et 13,9 %). Nous envisageons étudier les effets de désordre, d'anisotropie magnétique, les caractéristiques intrinsèques, ainsi que les effets d'interaction des propriétés de couplage d'échange. La magnétodynamique du cceur est sondée par des mesures de la Résonance Ferromagnétique (RFM), qui indiquent une anisotropie magnétique uniaxiale des nanoparticules. Un modèle théorique qui dècrit la réponse magnéto-orientationnel d'un ensemble de particules individuelles est ajusté aux données. Cela confirme que l'anisotropie magnétique s' échelle avec la surface des nanoparticules et permet utilisée de quantifier la dépendance thermique de l'aimantation. L'aimantation totale est mesurée en fonction de la température à 5T et en fonction du champ à 1,5 K dans des champs pulsés jusqu' à 52 T. L'aimantation totale est analysée en sommant les contributions du coeur et de la surface désordonnée, ce qui ne sature pas, méme à très hautes champs à cause de la surface désordonnée. Expériences Mössbauer confirment l'existence d'une couche de surface de spins complètement désordonnés. Cycles d'hystérésis FC se décalent au long du champ, montrent un champ de couplage d'échange relié aux spins du couer et de la couche superficiel désordonnée. Une comparaison entre les dispersions gelées et poudres désordonnés nous permet de distinguer l'inuence des interactions intraet inter-particules dans le couplage d'échange . Effets collectifs entre particules sont beaucoup plus impotants dans l'échantillon de poudre tandis que une couplage intraparticules est observée dans le cas des dispersions gelés, éventuellement diminué à cause, des interactions dipolaires dans les fractions volumiques plus élevés.

Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-24T13:32:47Z No. of bitstreams: 1 2010-Dissertacao-SergioLira.pdf: 4065199 bytes, checksum: f9c9f9286f1c3cec1730c4c08a21e32e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-24T13:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010-Dissertacao-SergioLira.pdf: 4065199 bytes, checksum: f9c9f9286f1c3cec1730c4c08a21e32e (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Neste trabalho nós exploramos analítica e computacionalmente o desempenho adesivo deum fluido magnético não-newtoniano quando submetido a um teste do tipoprobe-tackna pre-sença de um campo magnético externo. Duas situações distintas são levadas em consideraçãopara a amostra de fluido confinado: a de um ferrofluido que apresenta formação de cadeias departículas magnéticas e a de um fluido magneto-reológico (MR) que apresenta umyield stressdependente do campo magnético. No caso envolvendo o ferrofluido, modelamos uma suspen-são polidispersa de partículas magnéticas através de um tensor das tensões generalizado, queassume que o caráter não-newtoniano do fluido advém da formação de pequenas cadeias departículas ao longo da direção do campo magnético local. A partir desse tensor calculamosanaliticamente a viscosidade efetiva do material quando este é submetido a um campo magné-tico radial. Em seguida utilizamos a viscosidade não-newtoniana encontrada numa lei de Darcygeneralizada e obtemos uma expressão para a força de adesão do fluido. Observamos que a for-mação de cadeias de partículas a partir da aplicação do campo externo produz um impactoconsiderável na força adesiva, sendo capaz de regulá-la convenientemente. Para a situação dofluido magneto-reológico, uma equação análoga a lei de Darcy é derivada ao considerarmosque os efeitos deyield stressprevalecem sobre os efeitos viscosos. Com base em experimentosjá estabelecidos, assumimos que oyield stressem questão possui uma dependência quadráticacom o campo magnético local. A partir daí, derivamos a expressão analítica para a força deadesão do fluido para duas configurações de campo distintas: perpendicular uniforme, e radialnão-uniforme. Em ambos os casos verificamos que a força adesiva é dramaticamente aumen-tada como resultado da dependência doyield stresscom o campo magnético. Esses resultados abrem a possibilidade de um monitoramento de respostas reológicas complexas de tais fluidos magnéticos através do auxílio de um campo magnético aplicado, permitindo um maior acessoa suas propriedades adesivas. / In this work, we employ an analytical and numerical approach to investigate the adhesiveperformance of a nonNewtonian magnetic fluid when submitted to aprobe-tacktest at the pre-sence of an applied magnetic field. Two distinct situations are considered for the confined fluidsample: a ferrofluid that presents chain-formation of magnetic particles, and a magnetorheolo-gical (MR) fluid that presents a magnetic field-dependentyield stress.At the case of the ferrofluid, we model a polidispersive suspension of magnetic particles viaa generalized stress tensor, and we assume that the nonNewtonian behavior of the fluid arisesfrom the formation of short particle chains at the direction of the local magnetic field. By usingthis tensor we analytically calculate the effective viscosity of the material when it is submit-ted to a radial magnetic field. Then, we input this nonNewtonian viscosity at a generalizedDarcy’s law and obtain an expression for the adhesion force of the fluid. We observe that thechain-formation, induced by the applied magnetic field, produces a significant impact at themagnitude of the adhesion force, and that one is capable of conveniently tune it.At the MR fluid situation, an equation analogous to Darcy’s law is derived by consideringthatyield stresseffects are prevalent over viscous effects. Based on well established experimen-tal results on MR fluids, we assume that itsyield stresspresents a quadratic dependence withthe local magnetic field. From this point, we derive an analytical expression for the adhesionforce exerted by the fluid for two different field configurations: a uniform perpendicular fieldconfiguration, and a non-uniform radial field. At both cases we verify that the adhesive force isdramatically increased as a result of theyield stressfield-dependence.The achieved results open up the possibility of monitoring the complex rheological respon-ses of such magnetic fluids by using an applied magnetic field, and this allows a higher accessof its adhesive properties.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Matemática, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF). / Neste trabalho estudamos escoamentos de fluidos magnéticos em uma cavidade com paredes móveis. Propomos uma formulação vorticidade-função de corrente para resolver o escoamento e a equação de evolução da magnetização. As equações que regem o escoamento foram discretizadas utilizando o método de diferenças finitas. Identificamos os principais parâmetros físicos adimensionais do problema como o número de Reynolds, coeficiente de pressão magnético, tempo de relaxação magnética, magnetização de saturação e a intensidade adimensional do campo aplicado. O campo magnético é gerado por um fio condutor pelo qual passa uma corrente elétrica permanente. O fluido é considerado fracamente magnetizável e o campo magnético é localmente constante. Desta forma, o limite magnetostático das equações de Maxwell é satisfeito fracamente. Com esta geometria bem conhecida estudamos os efeitos de cada um dos termos da equação da magnetização no escoamento. Vimos que o termo convectivo da equação da magnetização transporta fluido magnético no escoamento causando mudanças na magnetização local do fluido no regime permanente. O termo da vorticidade intensifica os desvios angulares da magnetização e verificou-se que o termo precessional é um termo restaurador da magnetização. A fim de obter escoamentos com distribuições de velocidades e vorticidade mais intensas em toda a cavidade, estudamos várias configurações de paredes móveis na cavidade e observamos mudanças cada vez mais significativas no regime permanente quanto mais paredes se moviam. Observou-se que para altos valores do coeficiente de pressão magnética, os escoamentos na ausência do termo precessional, ou seja, para fluidos magnéticos simétricos, o regime das equações governantes não são mais permanentes estacionários, e sim periódicos. Além disso, o aumento do coeficiente de pressão magnética nos leva a regimes aperiódicos. Finalmente, simulações preliminares com campo homogêneo foram realizadas na tentativa de isolarmos os efeitos do termo de precessão na equação da magnetização e do termo de torque magnético no rotacional da equação de Navier-Stokes. / In this work we studied flows of magnetic fluids in a lid driven cavity. We proposed a vorticity-streamfunction formulation to solve the flow and an evolution equation for the magnetization. The equations governing the flow are solved using a finite differences scheme. We identified the main dimensionless physical parameters of the problem as the Reynolds number, magnetic pressure coefficient, magnetic relaxation time, saturation magnetization and the dimensionless intensity of the applied field. The magnetic field is generated by a conductive wire through which a permanent electric current passes. The fluid is considered weakly magnetizable and the magnetic field is locally constant. In this way, the magnetostatic limit of Maxwell's equations is satisfied weakly. With this well-known geometry we study the effects of each of the terms of the magnetization equation in the flow. We have seen that the convective term of the magnetization equation carries magnetic fluid in the flow causing changes in the local magnetization of the fluid in the steady state. The vorticity term intensifies the angular deviations of magnetization and it has been found that the precessional term is a magnetization restoring term. In order to obtain flows with more intense distributions of velocities and vorticity throughout the cavity, we studied several configurations of moving walls in the cavity and observed more and more significant changes in the permanent regime as more walls moved. It was observed that for high values of the magnetic pressure coefficient, flows in the absence of the precessional term, that is, for symmetrical magnetic fluids, the steady state regime of the flow is not stationary, but periodic. In addition, the increase in the magnetic pressure coefficient leads us to aperiodic regimes. Finally, preliminary simulations with homogeneous field were performed in an attempt to isolate the effects of the precession term on the magnetization equation and the magnetic torque term in the rotational of the Navier-Stokes equation.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Neste trabalho estudamos escoamentos parabólicos e elípticos de fluidos magnéticos a partir de simulações numéricas, utilizando o problema da camada limite laminar sobre placa plana e o problema de convecção termomagnética dentro de uma cavidade delgada como estudos de caso. Em cada caso, investigamos diferentes aspectos relativos a interação entre os campos das variáveis eletromagnéticas e hidrodinâmicas dos problemas abordados. No problema da camada limite, exploramos os efeitos do acoplamento entre o campo de vorticidade e magnetização. Inicialmente, atacamos o problema de maneira heurística via análise de escalas, com o objetivo de estimar a ordem de magnitude de cada termo presente nas equações governantes e simplificar o sistema de equações. As equações da camada limite e da magnetização são resolvidas numericamente a partir do método das diferenças finitas, utilizando um esquema de discretização apropriado para solução de problemas parabólicos do tipo Crank-Nicolson. Por fim, estudamos a influência dos parâmetros adimensionais sobre a força total exercida sobre a parede e sobre a espessura da camada limite, comparado os resultados numéricos com uma solução assintótica. No problema de convecção termomagnética interna, investigamos o processo convectivo induzido pela estratificação do campo de magnetização em função da distribuição de temperatura. Para solução numérica do sistema de equações, utilizamos uma formulação de acoplamento pressão-velocidade baseada no método de projeções de segunda ordem no tempo. As soluções encontradas são comparadas com benchmarks disponíveis na literatura e com resultados anteriores obtidos pelo grupo. Analisamos os efeitos das condições de contorno magnéticas sobre o número de Nusselt local e global para diferentes combinações entre números de Prandtl e Rayleigh. / In this work we study the parabolic and elliptical flows of magnetic fluids via numerical simulations, using the laminar boundary layer on flat plate and the problem of thermomagnetic convection inside a thin cavity as case studies. In each case, we investigate different aspects related to the dynamics of magnetic fluids. In the boundary layer problem, we explore the coupling effects between the vortex field and the magnetization field. We first tackle the problem heuristically via scaling analysis, in order to estimate the order of magnitude of each term present in the governing equations and to simplify the system of equations. The boundary layer and magnetization equations are solved numerically from the finite difference method using an appropriate Crank-Nicolson discretization scheme to solve parabolic problems. Finally, we study the influence of the dimensionless parameters on the total force exerted on the wall and on the thickness of the boundary layer, comparing the numerical results with an asymptotic solution. In the internal thermomagnetic convection problem, we investigated the convective process induced by the stratification of the magnetization field as a function of the temperature distribution. For the numerical solution of the system of equations, we use a pressurevelocity coupling formulation based on a second order projection method. The solutions found are compared with benchmarks available in the literature and with previous results obtained by the group. We analyzed the effects of magnetic boundary conditions on local and global Nusselt numbers for different combinations of Prandtl, Rayleigh numbers and aspect ratios.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-01T13:01:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao_Anderson Costa da Silva.pdf: 1776105 bytes, checksum: e9ddfbafe65f7344ec61ee2426b1f505 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-01T13:01:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao_Anderson Costa da Silva.pdf: 1776105 bytes, checksum: e9ddfbafe65f7344ec61ee2426b1f505 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we investigated the internalization process of magnetite nanoparticles, surface coated with dextran, by mice tumour cells of Sarcoma 180 (S180) through the tech- niques of vibrating sample magnetometer (VSM) and static magnetic birefringence (SMB). The magnetic fluid sample, stable in physiological conditions, was prepared by the coprecip- itation method. The growth of nanoparticles occurred in conjunction with the nanoparticle surface coating process by dextran. The crystal structure was confirmed by X-ray diffraction. The nanoparticles were characterized by high resolution transmission electronic microscopy. The Sturges method was used to obtain the polydispersity in diameter, which was fitted by a lognormal size distribution obtaining a modal diameter of 5.5 ± 0.1 nm and dispersity of 0.18 ± 0.02.The mice tumour cell sarcoma 180 was obtained using protocol established by the American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA). Studies of cytotoxicity, using the MTT method, were obtained for a nanoparticle volumetric fraction of φ = 0.00065 after one and five hours of exposure of cells S180 to the nanoparticles. In particular, we found a cellular viability of 87 ± 11 % after one hour of exposure proving that there was no appreciable cell death in the time interval in which the measurements of MAV and BME were performed. Magnetization measurements were performed to obtain the volume fraction of nanoparticles. Tests regarding the effect of centrifugation of nanoparticles suspended in cell culture medium RPMI 1640 showed a extremely low sedimentation of magnetic nanoparticles. A procedure, using a acceleration of 260×g for 10 minutes, was used to separate cells containing internalized nanoparticles from nanoparticles suspended in RPMI 1640. Measurements of magnetization of S180 cells containing nanoparticles were performed in a wide range of exposure time (100 iv minutes). Between 10 and 70 minutes the amount of nanoparticles in mass unit increased from 52 ± 20 pg/cell to 110 ± 15 pg/cell. Indeed magnetometry data indicate that the process of internalization had achieved saturation between 30 to 40 minutes. Magneto-optical technique of SMB was also used to investigate the process of inter- nalization of nanoparticles. Firstly, SMB measurements were performed in control samples consisting of magnetic nanoparticles suspended in RPMI 1640. We investigated the effects of nanoparticle concentration and aging time (related to the dynamics of nanoparticle agglom- eration). In particular, the average size of the agglomerate (Q), associated with the number of nanoparticles forming a linear chain, remained basically constant, Q = 4.8 ± 0.2 for a full- time of 70 minutes. Magnetic birefringence saturation data also remained stable in this time interval. Additionally, analysis of the measurements of SMB were also used to estimate the thickness of the coating layer (dextran), from which we found 1.70 ± 0.02 nm. Unlike VSM data, SMB measurements were obtained on samples containing both S180 cells and magnetic nanoparticles inside the RPMI medium 1640. Data were obtained in a wide range of time (120 min.). Initially it was observed that the SMB signal decreases in a time range and then increases again (between 30-40 min.). The fit of the experimental data indicate that the mag- netic birefringence saturation (∆ns) decreases in the first 30 minutes and then increases again smoothly, while the average size of the cluster has the opposite behavior, i.e. increases in the first 30 minutes and then decreases. In particular, for a exposure time, t(exp), of 10 min. the average size of the agglomerate (magnetic birefringence saturation) changed from 4.18 ± 0.04 (∆n(s) = 3.41 ± 0.02 ×1018 cm−3 min. As the birefringence saturation is proportional to the number of nanoparticles contribut- ing to the magneto-optical signal one can conclude that the decrease in the magneto-optical signal was due to the process of internalization of magnetic nanoparticles by cells S180. On the other hand, the analysis of the aging time dependence of the mean size of the agglomerate also suggests that the process of internalization occurs primarily with anisometric nanoparticles or nanostructures forming small agglomerates. Finally, after reaching saturation of the process ) to 5.22 ± 0.08 (∆ns = 2.75 ± 0.02 ×1018 cm−3 ) at texp = 30 v of nanoparticle internalization we found a formation of small agglomerates in the RPMI 1640 medium, which is responsible for the increased intensity of the magneto-optical signal, as well as the decrease of the mean size of the agglomerate for times longer than 30 minutes. / Neste trabalho investigamos o processo de internaliza ̧c ̃ao de nanopart ́ıculas magn ́eticas de magnetita, recobertas com dextrana, por c ́elulas neopl ́asicas de Sarcoma 180 (S180), por meio das t ́ecnicas de magnetometria de amostra vibrante (MAV) e birrefringˆencia magn ́etica est ́atica (BME). A amostra de fluido magn ́etico, est ́avel em pH fisiol ́ogico, foi preparada pelo m ́etodo de coprecipita ̧c ̃ao. O crescimento das nanopart ́ıculas ocorreu conjuntamente com o recobrimento molecular por dextrana. A estrutura cristalina foi confirmada por difra ̧c ̃ao de raios-X. As nanopart ́ıculas foram caracterizadas por microscopia eletrˆonica de transmiss ̃ao de alta resolu ̧c ̃ao. O m ́etodo de Sturges foi utilizado para obter a polidispers ̃ao de diˆametros, que foi ajustada por uma distribui ̧c ̃ao do tipo lognormal com diˆametro modal de 5, 5 ± 0, 1 nm e dispersidade 0, 18 ± 0, 02. A linhagem tumoral de camundongo Sarcoma 180 foi obtida segundo protocolo estabelecido pela American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD, USA). Estudos de citotoxicidade, utilizando o m ́etodo MTT, foram feitos para uma fra ̧c ̃ao volum ́etrica de nanopart ́ıculas de φ = 0, 00065 ap ́os uma e cinco horas de exposi ̧c ̃ao das c ́elulas S180 as nanopart ́ıculas. Em particular, foi encontrada uma viabilidade celular de 87 ± 11% ap ́os uma hora de exposi ̧c ̃ao provando que n ̃ao houve morte celular significativa no intervalo de tempo em que as medidas de MAV e BME foram realizadas. Medidas de magnetiza ̧c ̃ao foram feitas para obter a fra ̧c ̃ao volum ́etrica de nanopart ́ıculas. Testes do efeito de centrifuga ̧c ̃ao das nanopart ́ıculas suspensas em meio de cultura celular RPMI 1640 revelaram uma sedimenta ̧c ̃ao de nanopart ́ıculas magn ́eticas extremamente baixa. Um procedimento, utilizando acelera ̧c ̃ao de 260×g por 10 minutos, foi adotado para separar c ́elulas contendo nanoparticulas internalizadas daquelas suspensas no meio RPMI 1640. Medidas de magnetiza ̧c ̃ao das c ́elulas S180 contendo nanopart ́ıculas foram realizadas numa larga faixa de tempo de exposi ̧c ̃ao (100 minutos). Entre 10 e 70 minutos a quantidade de nanopart ́ıculas em unidade de massa passou de 52 ± 20 pg/c ́elula para 110 ± 15 pg/c ́elula. De fato os dados de magnetometria indicam que o processo de internaliza ̧c ̃ao atingiu a satura ̧c ̃ao entre 30 a 40 minutos. A t ́ecnica de magneto ́optica de BME tamb ́em foi utilizada para investigar o processo de internaliza ̧c ̃ao das nanopart ́ıculas. Primeiramente, medidas de BME foram feitas em amostra controle consistindo de nanopart ́ıculas magn ́eticas suspensas em meio RPMI 1640. Foram investigados efeitos de concentra ̧c ̃ao de nanopart ́ıculas e de tempo de envelhecimento (associado a dinˆamica de forma ̧c ̃ao de aglomerados). Em particular, o tamanho m ́edio do aglomerado (Q), associado ao n ́umero de nanopart ́ıculas formando uma cadeia linear, manteve-se basicamente constante, Q=4, 8 ± 0, 2, para uma faixa de tempo de 70 min. Dados de birrefringˆencia de satura ̧c ̃ao tamb ́em permaneceram est ́aveis neste intervalo. Adicionalmente, medidas de BME foram utilizadas para estimar a espessura da camada de cobertura (dextrana) sendo encontrado 1, 70 ± 0, 02 nm. Diferentemente dos dados de MAV, as medidas de BME foram feitas em amostras contendo tanto c ́elulas S180 quanto nanopart ́ıculas no meio RPMI 1640. Dados foram obtidos numa larga faixa de tempo (120 min.). Inicialmente observou-se que o sinal de BME decresce num intervalo de tempo e depois volta a crescer (entre 30-40 min.). O ajuste dos dados de BME indicam que a birrefringˆencia de satura ̧c ̃ao (∆ns) decresce nos primeiros 30 minutos e depois volta a crescer de forma suave, enquanto o tamanho m ́edio do aglomerado possui um comportamento oposto, ou seja cresce nos primeiros 30 minutos e depois volta a decrescer. Em particular, no tempo de exposi ̧c ̃ao, texp, de 10 min. o tamanho m ́edio do aglomerado (birrefringˆencia de satura ̧c ̃ao) variou de 4, 18±0, 04 (∆ns = 3, 41±0, 02 ×1018cm−3 0, 08 (∆ns = 2, 75 ± 0, 02 ×1018cm−3 ́e proporcional ao n ́umero de nanopart ́ıculas contribuindo para o sinal magneto ́optico conclui- se que o decr ́escimo do sinal magneto- ́optico foi decorrente do processo de internaliza ̧c ̃ao de nanopart ́ıculas magn ́eticas pelas c ́elulas S180. Por sua vez, a an ́alise da dependˆencia temporal do tamanho m ́edio do aglomerado tamb ́em sugere que o processo de internaliza ̧c ̃ao ocorre ) em texp=30 min. Como a birrefringˆencia de satura ̧c ̃ao primeiramente com nanopart ́ıculas anisom ́etricas ou com nanoestruturas formando pequenos aglomerados. Finalmente, ap ́os atingir a satura ̧c ̃ao no processo de internaliza ̧c ̃ao, observa-se a forma ̧c ̃ao de pequenos aglomerados no meio RPMI 1640, que ́e o respons ́avel pelo aumento da intensidade do sinal magneto- ́optico e diminui ̧c ̃ao do tamanho m ́edio do aglomerado para tempos maiores que 30 minutos.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2007. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2009-09-03T21:11:22Z No. of bitstreams: 1 Guilherme Vianna de Melo Jacintho.pdf: 2360371 bytes, checksum: 5b31682c408e39bb1b104fe6bbb1a234 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-09-14T14:06:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Guilherme Vianna de Melo Jacintho.pdf: 2360371 bytes, checksum: 5b31682c408e39bb1b104fe6bbb1a234 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-09-14T14:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Vianna de Melo Jacintho.pdf: 2360371 bytes, checksum: 5b31682c408e39bb1b104fe6bbb1a234 (MD5) Previous issue date: 2007 / Neste trabalho são apresentados três estudos distintos envolvendo nanopartículas de óxido de ferro, de diâmetro de 10-15 nm (determinado por MET), componentes de fluidos magnéticos (FM). Em uma das investigações foram utilizados o efeito SERS (surface-enhanced Raman scattering), a voltametria cíclica (VC), e as espectrosocopias Raman, FTIR e FTNIR no estudo da composição química de nanopartículas de maguemita (У-Fe2O3) componentes de FM aquoso. Os resultados mostram que a maguemita é composta por um núcleo central de У-Fe2O3, contendo em sua superfície um óxido-hidróxido não estequiométrico, δ-FeOOH e, provavelmente, Fe(OH)3. nenhuma evidência foi encontrada para a presença de magnetita na maguemita usada. Foi realizado também um estudo espectroscópico (FTIR, Raman, UV-vis, FTNIR) de nanopartículas de Fe3O4 e de CoFe2O4 ineditamente funcionalizadas por mistura de ácidos graxos obtidos de óleos vegetais. Neste estudo foram observadas evidências de efeitos quânticos de tamanho para a magnetita como deslocamentos na posição do número de onda das bandas nos espectros Raman e FTIR e a observação de fônons IVativos T1u nos espectros Raman. Foi observado também um efeito Raman Ressonante para CoFe2O4 quando excitado em 514,5 nm e sugerido um efeito anti-ressonante para excitação em 632,8 nm, devido a interferência destrutiva de duas transições eletrônicas dessa ferrita. Por fim é apresentado o estudo de um compósito formado pela dispersão de nanopartículas de CoFe2O4 modificadas pela adsorção de ácido ricinoleico (obtido de óleo de mamona) em cis-poliisopreno. Imagens de microscopia de força atômica mostraram que as partículas estavam bem dispersas na matriz polimérica e sem presença de aglomerados, demonstrando a eficiência de sua dispersão. Filmes do compósito também foram analisados por espectroscopias FTIR e Raman. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work three distinct studies involving 10-15 nm (as determined by TEM) iron oxide nanoparticles forming magnetic fluids (MF) are presented. In one investigation the SERS effect (surface-enhanced Raman scattering), cyclic voltametry (CV), and Raman, FTIR and FTNIR spectroscopies were used to study a maghemite (У-Fe2O3) MF. The results have shown that maghemite is composed by a nuclei of У-Fe2O3, containing on its surface a non-stoichiometric oxy-hidroxyde, δ-FeOOH and probably Fe(OH)3. No evidence was found for the presence of magnetite in the investigated maghemite MF. A spectroscopic study (FTIR, Raman, UV-vis, FTNIR) of Fe3O4 and CoFe2O4 nanoparticles is also reported. For the first time these particles have been modified by a fatty acids mixture obtained from row vegetable oils. These fatty acid modified nanoparticles have shown to form MF when dispersed in non polar solvents and were also characterized by different spectroscopic techniques. Experimental evidences for quantum size effects were observed for magnetite shifts in the phonon wavenumbers and the observation of IR-active T1u phonons in Raman spectra. A resonant Raman effect for CoFe2O4 when excited in 514.5 nm is also reported and an anti-resonant effect at 632.8 nm excitation is suggested as a consequence of destructive interference of two electronic transitions of this ferrite. Finally, a composite formed by the dispersion of CoFe2O4 nanoparticles modified by ricinoleic acid (obtained from castor oil) in cis-polyisoprene has been prepared and characterized by microscopic and spectroscopic techniques. While in the FTIR spectrum the major signal are due to the polymer matrix, in the Raman spectra the dominant signals are from the CoFe2O4 particles. Atomic force microscopy images have shown that the particles are well dispersed in polymer matrix and no evidence for the formation of larger aggregates was found. Composite films were also analyzed by FTIR and Raman spectroscopy.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-17T17:13:08Z No. of bitstreams: 1 2015_SaraMalvarMauá.pdf: 111260219 bytes, checksum: 51c18f67aa6cbe9639aa0abfb22e32b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-05T18:43:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_SaraMalvarMauá.pdf: 111260219 bytes, checksum: 51c18f67aa6cbe9639aa0abfb22e32b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-05T18:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_SaraMalvarMauá.pdf: 111260219 bytes, checksum: 51c18f67aa6cbe9639aa0abfb22e32b0 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo principal investigar o comportamento não-linear de uma bolha imersa em um fluido magnético, sujeita a um campo de pressão acústico e um campo magnético. Uma nova versão da equação de Rayleigh-Plesset e proposta com o tensor magnético. Esta equação para dinâmica de bolhas e resolvida computacionalmente pelo método Runge-Kutta de quinta ordem com passo de tempo adaptativo, visando diminuir o custo computacional. O código e validado por meio de uma teoria assintótica em função da amplitude de excitação e do numero de Reynolds Magnético. A influência de parâmetros adimensionais e investigada, como o numero de Reynolds e Weber e dos parâmetros magnéticos, como Reynolds Magnético e Susceptibilidade Magnética. A excitação magnética aplicada foi variada contando com campos oscilatórios e constantes. Uma solução assintótica para o raio mínimo de colapso e apresentada. Isto permite uma analise utilizando tanto as teorias de estabilidade linear hidrodinâmica quanto as teorias não-lineares - como as redes neurais e os expoentes de Lyapunov. Uma serie de analises como diagrama de bifurcação dos padrões vibracionais e diagramas de colapso são construídos. Neste contexto, um novo método baseado nas ferramentas de diagrama de fase e DFT e proposto para analisar o comportamento da bolha oscilando em diferentes números de Reynolds Magnético e Suscetibilidade Magnética. Os novos padrões vibracionais apresentados devido ao acoplamento das escalas de tempo do problema são estudados e que leva a identificação de padrões caóticos. Neste sentido, a magnetização do ferrofluido e analizada tanto do ponto de vista das interações partícula-partícula, utilizando-se tanto das ferramentas já apresentadas quanto da equação fenomenológica da magnetização. Essa ultima permite a comparação deste modelo com o modelo superparamagnético proposto para a modelagem matemática. Visando verificar os conceitos utilizados e as hipóteses restritivas de movimento radial e não deformação uma bancada experimental e desenvolvida. Nesta bancada, estuda-se uma bolha ascendente em diversos fluidos magnéticos que foram sintetizados para este fim. Estes fluidos tem suas características analizados por meio de um reometro de discos rotativos e um tensiometro. Por fim, adiciona-se um campo magnético estacionário por meio de um ima de neodímio e observa-se como a bolha responde. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The main purpouse of the present work is to investigate the nonlinear behaviour of a bubble immersed in a magnetic fluid, subjected to an acoustic pressure forcing and a magnetic field. A new version of the Rayleigh-Plesset equation is proposed with the magnetic tensor. That equation is numerically solved using a fith order Runge-Kutta scheme with and adaptive time step, in order to lower the computacional cost. That code is validated with an asymptotic solution in terms of Magnetic Reynolds number and the pressure forcing amplitude. The influence of the main Newtonian dimentionless physical parameters, such as the Reynolds and Weber numbers and the non-Newtonian parameters, as Magnetic Reynolds and Magnetic Susceptibility are investigated. The applied magnetic excitation was varied between stationary and oscillatory fields. An asymptotic theory for the minimum radius before collapse is presented. This permits an analysis using both hydrodynamic linear stability theory and nonlinear theories, such as neural networks and Lyapunov exponents. A serie of analyzes using vibrational pattern bifurcation diagrams and collapse diagrams are built. In this context, a new method based in the phase plot and DFT is proposed in order to analyze the bubble behavior when oscillating. The identified vibrational patterns are studied in order to generate chaotic patterns due to time scales coupling. In this sense, the magnetization of the ferrofluid is analyzed from the particle-particle interactions point of view, using the tools already presented and the phenomenological equation of magnetization. This last allows the comparison of this model with the superparamagnetic model proposed for the mathematical modeling. In order to verify the concepts used, the restrictive assumption of radial movement and lack of deformation an experimental bench is developed. In this bench, a rising bubble immersed in synthesized magnetic fluid is observed. These fluids have their characteristics (such as viscosity and surface tension) analyzed using a rotating disc rheometer and a tensiometer. Finally, a stationary magnetic field is applied using a neodymium magnet and the bubble behavior is observed.