Tese (doutorado)— Universidade de Brasília, Instituto de Física, Université Paris Vi, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-08-11T15:49:55Z No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-08-19T13:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-19T13:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Nesse trabalho, investigamos a organização estrutural e a dinâmica de dispersões de nanopartículas (NPs) magnétiques de ferrita obtidas por coprecipitação em meio alcalino de íons de Fe3+ e M2+ (M2+ = Co2+, Mn2+), protegidas por uma coroa de maguemita. As amostras são obtidas à partir da síntese com uma fração volumétrica Φ ≈ 1%, pH ≈ 2 e uma força iônica I imprecisa, ou em pH = 3 e I = 10-3 mol/L, ambos valores fixados por compressão osmótica até Φ ≈ 30 % (seguido eventualmente de uma diluição). A organização estrutural das NPs, que são carregadas positivamente, é investigada por espalhamento de raios X em baixo ângulo. A análise da intensidade espalhada permite extrair fatores de forma e de estrutura das NPs desde situações onde existem atrações pouco intensas entre NPs para situações de fortes repulsões interpartículas até mais altas concentrações nas quais o colóide se torna vítreo. O pico de primeiro vizinho do fator de estrutura, observado na fase fluida, tende a colapsar. A dinâmica das NPs é testada por espalhamento Rayleigh forçado. Um padrão periódico de temperatura é criado em amostras fluidas utilizando a imagem de uma grade formada por um feixe de luz. Este induz uma rede de concentração via efeito Soret: Quando o feixe de luz é cancelado, a rede relaxa por difusão de massa de NPs. A modulação temporal do feixe de luz permite determinar o coeficiente Soret Φ! negativo, as NPs migram para regiões quentes. Este é proporcional à compressibilidade do sistema de NPs. Um modelo de Carnahan-Starling é proposto para descrever a dependência com Φ da compressibilidade e de Φ! numa gama de valores baixos de Φ onde as amostras permanecem fluidas, longe da transição vítrea. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The spatial organization and the dynamics of ferrite magnetic nanoparticles (NPs) in dispersion are here studied. The NPs are obtained by coprecipitation of Fe3+ and Co2+ (or Mn2+) ions in alkaline medium and protected by a maghemite shell. Colloidal samples are either directly issued from chemical synthesis at volume fraction Φ ≈ 1% and pH ≈ 2 with the ionic strength I badly controlled, or at pH = 3 with I = 10-3 mol/L, both being fixed by osmotic stress at Φ up to 30%. A controlled sample dilution is then possible. Spatial organization of positively charged NPs is probed by small angle x-ray scattering. The analysis of the scattered intensity allows to extract form and structure factors of the NPs, in conditions ranging from weakly interparticle attraction to strong repulsion for which at large Φ the system becomes glassy. The first-neighbor peak of the structure factor, observed in Fluid phase, tends to disappear in glassy samples. The NPs dynamics is probed by Rayleigh forced scattering. A periodic array of temperature is created in the fluid sample via the image of a grid using a pump beam. It induces by Soret effect, an array of NPs concentration in the sample. If the pump beam is shut down, the concentration array relaxes by massic NPs diffusion. A temporal pump modulation allows to determine the Soret coefficient Φ!, here negative, the NPs go towards hot regions. Φ! is proportionnal to the compressibility of the NPs system. A description based on a Carnahan-Starling model is proposed to describe the Φ - dependence of both compressibity and Soret effect in the range of weak Φ's, where the samples remain Fluid, far from the glassy transition. ______________________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Ce travail étudie l'organisation structurale et la dynamique de dispersions de nanoparticules (NPs) magnétiques de ferrite obtenues par coprécipitation en milieu alcalin d'ions Fe3+ et M2+ (M2+ = Co2+, Mn2+), protégées par une couronne de maghémite. Les échantillons sont - soit directement issus de la synthèse à une fraction volumique Φ ≈ 1%, pH ≈ 2 et une force ionique I mal contrôlée, - soit à pH = 3 et I = 10-3 mol/L, tous deux fixés par stress osmotique jusqu’à Φ ≈ 30 % (puis dilution éventuelle). L’organisation spatiale des NPs, chargées positivement, est testée par diffusion de rayons X aux petits angles. L’analyse de l’intensité diffusée permet d’extraire facteurs de forme et de structure des NPs dans des situations allant depuis de faibles attractions entre NPs jusqu’à de fortes répulsions, pour lesquelles aux très fortes Φ , le colloïde devient vitreux. Le pic premiervoisin du facteur de structure, observé en phase Fluide tend alors à disparaître. La dynamique des NPs est sondée par diffusion Rayleigh forcée. Un motif périodique de température est créé dans l’échantillon fluide via l’image d’une grille par un faisceau pompe induisant par effet Soret un réseau de concentration en NPs: à la coupure de la pompe le réseau relaxe par diffusion massique des NPs. La modulation temporelle de la pompe permet de déterminer le coefficient Soret Φ! négatif, les NPs migrent vers les zones chaudes. Celui-ci est proportionnel à la compressibilité du système des NPs. Un modèle de type Carnahan-Starling est proposé pour décrire la dépendance en Φ de la compressibilité et de Φ! dans la gamme des faibles Φ, où les échantillons restent fluides, loin de la transition vitreuse.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-16T19:23:10Z No. of bitstreams: 1 2016_LaudeniraVieiraMacielViana.pdf: 1583995 bytes, checksum: a6c0e832a2b9e04a514938f16f6d0cb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-11T22:07:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LaudeniraVieiraMacielViana.pdf: 1583995 bytes, checksum: a6c0e832a2b9e04a514938f16f6d0cb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T22:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LaudeniraVieiraMacielViana.pdf: 1583995 bytes, checksum: a6c0e832a2b9e04a514938f16f6d0cb4 (MD5) / Um dos aspectos mais importantes da ciência coloidal é atribuído à estabilidade dos sistemas coloidais, que para nanocolóides magnéticos, a densidade de carga, destaca-se por ser um dos parâmetros mais importantes para sua manutenção. Para determiná-la foi criada uma nova metodologia para sua medição, o denominado: Método Conjugado Potenciométrico e Condutimétrico (MPC). Este método utiliza de uma abordagem eletroquímica baseada na aplicação de titulação potenciométrica e condutimétrica simultâneas para sua medição. Para ferrofluidos do tipo EDL-MF, a origem do carregamento elétrico da superfície da nanopartícula está associada à transferência de prótons entre a superfície da partícula e o meio da dispersão. O presente trabalho tem como objetivo principal verificar a aplicabilidade deste método na determinação da densidade estrutural de carga da superfície de uma ferrita mista a base de nanopartículas do tipo core-shell ZnxCo1-x Fe2O4@ y-Fe2O3 sintetizadas pelo método de coprecipitação hidrotérmica de soluções, em dois diferentes meios alcalinos, obtendo com isso, amostras com dois tamanhos cristalinos distintos. Quanto ao estudo cristalográfico dos materiais foi utilizada a técnica de difração de raios X para determinar o tipo de estrutura cristalina, assim também como o seu tamanho médio. Com relação ao seu formato e polidispersão, foi utilizada a técnica de microscopia eletrônica de transmissão. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The most important aspect on colloidal science and applicatinos is the so called colloidal stability. For charge colloids, as for example ferrofluids, the stability are directly related to the surface charge density. To determine it a new methodology was established, the so-called: The method combined potentiometric and conductimetric (MPC). This method uses an electrochemical approch based on simultaneous application of potenciometric and conductivimetric titrations. For electric double layred ferrofluids the surface charge density is associated to acid/base aqueous equilibria of the surfacic groups. This study aims to determine the applicability of MPC on the determination of the structural density surface charge of a core-shell type nanoparticles with formula ZnxCo1-x Fe2O4@ -Fe2O3 with two different crystal sizes. About the crystallographic study of the materials used was the technique of X-ray diffraction to determine the type of crystalline structure, so as their average size. With respect to its shape and polydispersity, the technique of transmission electron microscopy was used.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Marianna Gomes (mariannasouza@bce.unb.br) on 2016-12-13T16:13:04Z No. of bitstreams: 1 2016_LarissaSilvaChaperman.pdf: 8840220 bytes, checksum: 062c5b53851258ccb68f583dedf6b436 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-27T20:36:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LarissaSilvaChaperman.pdf: 8840220 bytes, checksum: 062c5b53851258ccb68f583dedf6b436 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T20:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LarissaSilvaChaperman.pdf: 8840220 bytes, checksum: 062c5b53851258ccb68f583dedf6b436 (MD5) / Para a obtenção de nanocoloides magnéticos cujas características viabilizem sua aplicação tecnológica é necessário estabelecer métodos que produzam conjuntos de partículas com baixa polidispersão e de boa morfologia; além de garantir a estabilidade do sistema coloidal. O presente trabalho estabelece o método de coprecipitação hidrotérmica (realizada em reator de hidrometalurgia) como uma rota viável para a elaboração de nanopartículas monodispersas do tipo core/shell MnFe2O4@γ-Fe2O3 numa síntese do tipo poliol, com uma série de vantagens relativas ao uso do reator quando comparado ao método tradicional em sistema aberto. São feitos também breves ensaios comparativos entre os resultados deste método para núcleos à base de ferrita de manganês ou ferrita de cobalto, bem como entre dois diferentes métodos para a obtenção do tamanho médio das partículas. Uma vez estabelecido o método para a elaboração da nanopartícula; foi feito um estudo da influência da temperatura e do tempo reacional em seu tamanho, morfologia e polidispersão. As técnicas utilizadas para caracterização das amostras elaboradas no presente trabalho são: difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (Transmission Electronic Microscopy, TEM), espectroscopia de raios X por dispersão em energia (Energy- Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS), dicromatometria e espectroscopia de absorção atômica (Atomic Absorption Spectrocopy, AAS). O método proposto mostrou-se eficaz no sentido de gerar nanopartículas na faixa de tamanho desejada e com baixa polidispersão. Tem-se que para as condições reacionais estudadas, as partículas de ferrita de manganês e ferrita de cobalto apresentam comportamento similar (em tamanho e polidispersão) para as mesmas condições. Para a ferrita de manganês, incrementos na temperatura ou tempo reacionais levam a um aumento no tamanho médio e polidispersão das nanopartículas. Dentre estes fatores, a temperatura apresenta maior impacto do que o tempo reacional. / In order to obtain a magnetic nanocolloid whose characteristics enable its technological applications, it is necessary to establish methods that are, besides being effective, able to produce an ensemble of particles with a low polydispersity and with good morphology; in addition to ensuring the stability of the colloidal system. That said, this work establishes the hydrothermal coprecipitation method (in a hydrometallurgy reactor) as a viable route for the elaboration of monodisperse core/shell nanoparticles with formula MnFe2O4@γ-Fe2O3 in a polyol synthesis, with a number of advantages related to the use of the reactor when compared to the classic method in an open system. Brief comparative tests are made between the results of this method for manganese ferrite and cobalt ferrite, as well as between two methods to obtain the average size of the particles. Once established the nanoparticle elaboration method, the influence of temperature and time of reaction on its size, morphology and polydispersity was studied. The techniques used to characterize the samples elaborated throughout this work are: X-ray diffraction (XRD), transmission electronic microscopy (TEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), potassium dichromate titration and atomic absorption spectroscopy (AAS). The proposed method for nanoparticle sinthesys and magnetic fluid elaboration has been effective to provide narrow-distributed nanoparticles in a desirable size range. For the studied conditions, manganese ferrite and cobalt ferrite have shown similar behavior regarding size and polydisperity. For the manganese ferrite, increments in reaction temperature and time led to increasing average particle size and polydispersity. Among these factors, the temperature has shown greater impact.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-03T17:03:23Z No. of bitstreams: 1 2015_DyegoCostaAraujo.pdf: 3353567 bytes, checksum: 8284d32d9552b4524efd80c514e63b05 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-19T17:09:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_DyegoCostaAraujo.pdf: 3353567 bytes, checksum: 8284d32d9552b4524efd80c514e63b05 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T17:09:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_DyegoCostaAraujo.pdf: 3353567 bytes, checksum: 8284d32d9552b4524efd80c514e63b05 (MD5) / Os Fluidos Magnéticos (FM) ou ferrofluidos (FF) são dispersões coloidais de nanopartículas dispersas em um líquido carreador. Este nanomaterial apresenta uma conjunção de propriedades líquidas e propriedades magnéticas, o que permite a esses materiais responderem a um o campo magnético podendo, assim, ser confinados, deslocados, deformados e controlados. O reflexo disso são as inúmeras aplicações para esses materiais, principalmente, nas áreas de tecnologia, ambientais e biomédicas. O êxito na peptização do FM está intrinsicamente ligado a obtenção da estabilidade termodinâmica, sendo adquirida quando há a inserção de forças repulsivas contrabalanceando as interações atrativas do sistema. Os ferrofluidos estudos neste trabalho são compostos de nanopartículas funcionalizadas com tartarato. O tartarato é uma molécula do tipo polieletrólito que permite além da adsorção das moléculas a superfície da nanopartícula leva a formação de cargas elétricas. Portanto a estabilidade termodinâmica aqui é obtida pela formação de uma repulsão estérica proveniente das moléculas juntamente com as das cargas proveniente dos grupos carboxilatos (COO-). Quando ajustadas a um pH fisiológico (pH= 7) nosso coloide apresenta a formação de clusters proveniente das formações de ligações de hidrogênio que ocorre entre as moléculas de tartarato adsorvidas com o solvente e/ou as moléculas de tartarato livre. Com o objetivo de analisar a estrutura local do coloide funcionalizado, as nossas amostra de FF tartaratado passaram por um processo de compressão osmótica, no qual foram utilizados um banho de polímero polietilenoglicol, PEG 35000, em diferentes concentrações 3%, 6% e 18%. Para cada amostra retirada do banho era realizado medidas para determinar as concentrações dos metais (Fe e Co) das amostras, as amostras que apresentavam alta viscosidade foi utilizada a Balança de Arquimedes para determinação da densidade. Medidas de Espalhamento de Raio X a Baixo Ângulo (SAXS) foram realizadas para todas as amostras concentradas. Para o PEG de 3% há formação de estrutura com um pico de correlação a q=0,011Å-1, apresentando distância entre partícula de 57,1 nm. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Magnetic Fluid (MF) or Ferrofluids (FF) are colloidal dispersions of nanoparticles dispersed in a liquid carrier. This nanomaterial presents a combination of liquid properties and magnetic properties, which enables these materials respond to a magnetic field and may thus be contained, displaced, deformed and controlled. The reflection of this are the numerous applications for these materials, particularly in the areas of technology, environmental and biomedical. Successful in peptization of MF is inextricably linked to achieving thermodynamic stability being acquired when there is the inclusion of repulsive forces offsetting the attractive interactions of the system. The ferrofluids studies in this work are composed of functionalized nanoparticles with tartrate. The tartrate of type polyelectrolyte is a molecule that allows adsorption of the molecules beyond the surface of the nanoparticles leads to the formation of electrical charges. Therefore, the thermodynamic stability here is obtained by forming a steric repulsion derived from the molecules along with the loads from the carboxylate groups (COO-). When adjusted to a physiological pH (pH = 7) Our colloid shows the formation of clusters coming from the formations of hydrogen bonding that occurs between tartrate molecules adsorbed with solvent and / or free tartrate molecules. With the objective of analyze the local structure of the functionalized colloidal, our sample Ferrofluid with tartrate were submitted to an osmotic compression process, in which was used a polyethylene glycol polymer bath, PEG 35000, at different concentrations of 3%, 6% and 18%. For each sample taken bath was conducted measurements to determine the concentrations of metals (Fe and Co) of the samples. The samples with high viscosity was used to Archimedes balance to determine density. Scattering measurements of x-ray to Low angle (SAXS) were performed for all concentrated samples. For the PEG 3% for structure formation with a correlation peak aq = 0,011Å-1, with distance between 57.1 nm particle.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-25T20:28:19Z No. of bitstreams: 1 2015_GuilhermeBastosPinheiro.pdf: 1547323 bytes, checksum: 5fdbb9342ecc463c1d3b8d624299ade8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-03T19:13:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GuilhermeBastosPinheiro.pdf: 1547323 bytes, checksum: 5fdbb9342ecc463c1d3b8d624299ade8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-03T19:13:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GuilhermeBastosPinheiro.pdf: 1547323 bytes, checksum: 5fdbb9342ecc463c1d3b8d624299ade8 (MD5) / Os fluidos magnéticos ou ferrofluidos são dispersões coloidais de nanopartículas (NP), do tipo ferrita, em um líquido portador de escolha. Nestes materiais, a forma de expressar a concentração em nanopartículas é a fração volumétrica em nanopartículas ϕ, dada pela razão entre o volume total de partículas pelo volume da dispersão. No caso dos fluidos magnéticos estabilizados em meio aquoso ácido, as nanopartículas são do tipo núcleo/superfície e, neste trabalho, temos NP de ferrita de cobalto (CoFe2O4) recobertos por uma camada de maghemita (γ-Fe2O3). Recentemente, um modelo químico, que leva em conta a estrutura núcleo/superfície das nanopartículas, foi introduzido para determinar o ϕ de amostras de ferrofluidos. Nesse modelo, o cálculo da fração volumétrica é realizado a partir das concentrações molares de (CoFe2O4) e (- Fe2O3). Neste trabalho, apresentamos um estudo que avalia a metodologia de determinação dos valores de 〖 [M〗^(2+)], que são utilizados no cálculo da fração volumétrica em nanopartículas. As propriedades físico-químicas do nanocolóide, estudadas aqui, são investigadas utilizando diversas técnicas de caracterização. A caracterização estrutural é feita utilizando a técnica de difração de raios X. Para investigar a morfologia e a dispersão em tamanho destes materiais, utilizamos a técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET); para a composição química das amostras utilizamos as técnica de dicromatometria e Espectrometria de Absorção Atômica (AAS); medidas de densidade em diferentes frações volumétricas em nanopartículas, utilizando um densímetro e uma balança de Arquimedes, são realizadas e comparadas. Os resultados indicam que, apesar de as medidas de densidade utilizando os dois equipamentos apresentarem bom acordo, recomenda-se preferencialmente a utilização do densímetro digital para medidas de densidade em coloides não viscosos, e, por fim, a balança de Arquimedes será eficaz para a determinação de densidade de materiais coloidais muito viscosos. / Magnetic fluids or ferrofluids are colloidal dispersions of nanoparticles (NPs) of ferrite type in a liquid carrier of your choice. On these materials the way of expressing the concentration of nanoparticles is the volume fraction in NPs φ, given by the ratio between the total volume of particles and the volume of the dispersion. In the case of the magnetic fluids stabilized on aqueous acidic medium, the NPs are of core/shell type and in this work we have cobalt ferrite NPs (CoFe2O4) covered by a maghemite layer (γ-Fe2O3). Recently a chemical model that takes into account a core/shell structure of nanoparticles was introduced in order to determine the φ of ferrofluids samples. In this model, the volume fraction is calculated by using the molar concentrations of (Co〖Fe〗_2 O_4 ) and (-〖Fe〗_2 O_3). In this work we present a study that evaluates the methodology of determining the values of [M^(2+)] that are used to calculate the volumetric fraction of NPs. The physical chemical properties of the nanocolloids studied here are investigated using various techniques of characterization. The structural characterization is carried out using the technique of x ray diffraction. To investigate the morphology and dispersion in size of these materials, we use the technique of Transmission Electron Microscopy (TEM). For the chemical composition of the samples we have used the dichromatometric tritation method and Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). Density measurements at different volume fractions of nanoparticles, using a Density Meter and an Archimedes balance are performed and compared. The results indicate that, although the density measurements using the two devices are in good agreement, it is more recommended to use the digital Density Meter for density measurements in non viscous colloids and finally that the Archimedes Balance is more effective for density determination of very viscous colloidal materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2011. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2011-10-06T16:05:00Z No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Approved for entry into archive by LUCIANA SETUBAL MARQUES DA SILVA(lucianasetubal@bce.unb.br) on 2011-10-07T16:24:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-07T16:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_RodolphoCarvalhoLeite.pdf: 3530224 bytes, checksum: b9dbcf8a9c3bbe11d2f153f5db209853 (MD5) / Elaboramos nanopartículas magnéticas à base de ferritas de manganês com diâmetros médios entre 3,3 – 9,0 nm, por coprecipitação hidrotérmica em meio alcalino. Difratrogramas de raio-x e Microscopia Eletrônica de Transmissão são confrontados e confirmam que os nanocristais, de forma aproximadamente esférica, apresentam estrutura cristalina do tipo espinélio. Essas nanopartículas são dispersas em meio ácido graças a uma estratégia núcleo-superfície, que permite proteger as partículas contra a dissolução. O objetivo desse trabalho é a investigação da barreira de anisotropia dessas nanopartículas por técnicas experimentais. Em baixas temperaturas medidas de magnetometria, mais particularmente, da temperatura de bloqueio, do campo de anisotropia e da dependência térmica do campo coercivo, permitem uma análise cruzada da barreira de anisotropia. Em temperatura ambiente, efetuamos medidas de birrefringência magneto-induzida, em campos cruzados. Todas as medidas foram realizadas em soluções diluídas no sentido de investigar a propriedade individual de cada partícula. Os resultados obtidos indicam que a ordem de grandeza da constante efetiva é duas vezes maior que a constante de anisotropia magneto-cristalina da ferrita de manganês. Ainda, o valor determinado aumenta à medida que o tamanho das nanopartículas diminui, assim apontando para uma contribuição superficial da anisotropia magnética. Esta é caracterizada por uma constante KS cujo valor médio é encontrado entre 1,1×10-4 J/m2 e 3,9´10-4 J/m2. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / We elaborate magnetic nanoparticles based on manganese ferrite, with mean diameters between 3.3 nm and 9.0 nm, using hydrothermal coprecipitation in alkaline medium. Xrays diffractograms and transmission electron microscopy pictures are obtained and confirm that the nanocrystals are approximately spherical and present a spinel type crystalline structure. These nanoparticles are then dispersed in acidic medium thanks to a core-shell strategy that allows protecting the particles from the acidic dissolution. The aim of this work is to experimentally investigate the anisotropy barrier energy of these particles. At low temperatures, magnetometry measurements, more specifically, measurements of the blocking temperature, of the anisotropy field and of the thermal dependence of the coercive field, allow a crossed analysis of the barrier energy. At room temperature, we realized measurements of magneto-induced birefringence in crossed fields. All these measurements were done using dilute solutions in order to investigate an individual particle property. The results indicate that the order of magnitude of the effective anisotropy constant is two times larger than the value of the constant of magneto-crystalline energy for manganese ferrite. Moreover, the determined value increases as the nanoparticle size decreases, therefore indicating an enhanced surface contribution for the magnetic anisotropy. The later is then characterized by a surface constant KS, whose mean value is found to be between 1,1×10-4 J/m2 and 3,9´10-4 J/m2.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-02T21:21:55Z No. of bitstreams: 1 2015_EltonJohnNunesdeAraújo.pdf: 3923901 bytes, checksum: 34faca83536831f5a3a6ff8c1df29e01 (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-06T18:03:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_EltonJohnNunesdeAraújo.pdf: 3923901 bytes, checksum: 34faca83536831f5a3a6ff8c1df29e01 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T18:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_EltonJohnNunesdeAraújo.pdf: 3923901 bytes, checksum: 34faca83536831f5a3a6ff8c1df29e01 (MD5) / Investigamos a síntese de nanopartículas de ferrita de cobalto por precipitação hidrotérmica, em reator de hidrometalurgia em temperaturas entre 100 e 250°C. Foram variados os parâmetros: temperatura de síntese, composição do meio reacional, concentração da base e presença de agente complexante. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas do ponto de vista estrutural por difração de raios-X, sua composição foi verifica por medidas de espectroscopia por energia dispersiva de raios-x (EDX) e espectroscopia de absorção atômica (AAS). Algumas amostras foram também estudadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Amostras de fase única do tipo ferrita de cobalto, foram obtidas em 250 °C em meio básico, em meio reacional com 43,55% de glicerol. Ainda, a presença do glicerol reduziu a velocidade de difusão no meio levando a um produto com forma mais homogênea e menor polidispersão. Por fim, verificamos que nas mesmas condições de concentração da base e temperatura a presença do ácido cítrico diminuiu o tamanho médio das partículas, evidenciando o favorecimento no processo de nucleação pela presença do ácido cítrico como complexante. / We investigate the sinthesis of cobalt ferrite nanoparticles by hydrotermic precipitation, in hydrometallugy reactor in heats from 100º to 250°C. Many different patterns were used: temperatures of sinthesis, reaction mean composition, basis concentration and complexing agent presence. The taken nanoparticles were typified from the strutural point of view by x-ray diffraciton. It’s composition were verified by measures of spectroscopy of x-ray dispersive energy (EDX) and atomic absortion spetroscopy (AAS). Some samples were also studied eletronic microscopy of transmiton (TEM). Ferrite cobalt one-stage samples were taken in temperatures of 250º in basic mean; in reactional mean with 43,55% glycerol. Yet, the presence of glycerol reduced the difusion speed in the mean, changing it into a product with a more homogenic form and reduced polidispertion. Finally, we verfied that in the same concentrations of the basis and temperatures the citric acid presence diminished the regular size of the particles, showing the favouring in the nucleation process due to the citric acid as complexing element.