O uso das ferritas de manganês zinco em fontes de potência de carregadores de bateria vem crescendo nos últimos anos, devido a suas baixas perdas magnéticas em induções da ordem de 0,2 T. Estas ferritas pertencem à categoria de ferritas moles, são óxidos ferrimagnéticos, policristalinos com estrutura cúbica tipo espinélio. Pós desse material foram compactados em prensa uniaxial e em prensa automática de produção para anel e toróide, respectivamente. Foram realizados dois ciclos de queima variando o teor de oxigênio entre 5 e 15%, no patamar de sinterização, com o propósito de avaliar seu efeito na densidade, microestrutura, perdas magnéticas em altas induções (0,2 T) e permeabilidade. Amostras sinterizadas em posições mais quentes do forno resultaram em maior densidade e maior tamanho de grão, conforme esperado, mas resultaram em maiores perdas a 25 °C. O aumento do teor de oxigênio entre 5 e 15% não alterou sistematicamente a densidade, mas resultou num pequeno aumento do tamanho de grão. Já a correlação entre teor de oxigênio e perdas foi complexa. Foi observado que existe uma temperatura de mínimo nas perdas totais por volta de 60 °C. O mesmo comportamento foi observado na curva da perda histerética, compatível com a variação da constante de anisotropia magnetocristalina (K1). Foram realizados ensaios de curvas de histerese a partir de 25 até 100 °C, a 0,2 T com o objetivo de avaliar o efeito da temperatura nas duas parcelas da perda histerética. Amostras sinterizadas a 1290 °C com a menor pressão de oxigênio apresentaram menor temperatura de mínimo de perda. As técnicas de análise química do teor de Fe2+ não foram capazes de estabelecer, inequivocamente, a esperada relação entre essa variável e o teor de oxigênio da atmosfera de sinterização. / The use of manganese zinc ferrite in power sources of battery chargers is growing, due to its low magnetic power losses at inductions around 0.2 T. These ferrites belong to the soft magnetic materials group, they are polycrystalline ferromagnetic oxides with face centered cubic structure. Powders of this material were compacted in uniaxial press and in automatic press of production, by ring and toroidal form, respectively. Two firing cycles, varying the atmosphere oxygen content between 5 and 15%, were applied to evaluate its effect on microstructure, density, magnetic losses in high induction and permeability. Samples sintered in warmer positions inside the furnace resulted in higher density and larger grain size, as expected, but higher losses at 25 °C were achieved. Increasing the atmosphere oxygen content from 5 to 15% did not alter density significantly, but resulted in a slight increase in grain size. On the other hand, the correlation between oxygen content and losses was complex. There are lower losses, at 60 °C. Similar behavior was observed with hysteresis loss, which is compatible with the change in magnetocrystalline magnetic anisotropy (K1). Measurements were performed from 25 to 100 °C, at 0.2 T, aiming at the evaluation of the effect of temperature on the two parcels of hysteresis loss. Samples sintered at 1290 °C with low atmosphere oxygen content showing a minimum on the losses versus temperature curve. The available techniques to analyze Fe2+ content were not capable of establishing, unequivocally, the expected relation between this variable and the oxygen content of the sintering atmosphere.

O uso das ferritas de manganês zinco em fontes de potência de carregadores de bateria vem crescendo nos últimos anos, devido a suas baixas perdas magnéticas em induções da ordem de 0,2 T. Estas ferritas pertencem à categoria de ferritas moles, são óxidos ferrimagnéticos, policristalinos com estrutura cúbica tipo espinélio. Pós desse material foram compactados em prensa uniaxial e em prensa automática de produção para anel e toróide, respectivamente. Foram realizados dois ciclos de queima variando o teor de oxigênio entre 5 e 15%, no patamar de sinterização, com o propósito de avaliar seu efeito na densidade, microestrutura, perdas magnéticas em altas induções (0,2 T) e permeabilidade. Amostras sinterizadas em posições mais quentes do forno resultaram em maior densidade e maior tamanho de grão, conforme esperado, mas resultaram em maiores perdas a 25 °C. O aumento do teor de oxigênio entre 5 e 15% não alterou sistematicamente a densidade, mas resultou num pequeno aumento do tamanho de grão. Já a correlação entre teor de oxigênio e perdas foi complexa. Foi observado que existe uma temperatura de mínimo nas perdas totais por volta de 60 °C. O mesmo comportamento foi observado na curva da perda histerética, compatível com a variação da constante de anisotropia magnetocristalina (K1). Foram realizados ensaios de curvas de histerese a partir de 25 até 100 °C, a 0,2 T com o objetivo de avaliar o efeito da temperatura nas duas parcelas da perda histerética. Amostras sinterizadas a 1290 °C com a menor pressão de oxigênio apresentaram menor temperatura de mínimo de perda. As técnicas de análise química do teor de Fe2+ não foram capazes de estabelecer, inequivocamente, a esperada relação entre essa variável e o teor de oxigênio da atmosfera de sinterização. / The use of manganese zinc ferrite in power sources of battery chargers is growing, due to its low magnetic power losses at inductions around 0.2 T. These ferrites belong to the soft magnetic materials group, they are polycrystalline ferromagnetic oxides with face centered cubic structure. Powders of this material were compacted in uniaxial press and in automatic press of production, by ring and toroidal form, respectively. Two firing cycles, varying the atmosphere oxygen content between 5 and 15%, were applied to evaluate its effect on microstructure, density, magnetic losses in high induction and permeability. Samples sintered in warmer positions inside the furnace resulted in higher density and larger grain size, as expected, but higher losses at 25 °C were achieved. Increasing the atmosphere oxygen content from 5 to 15% did not alter density significantly, but resulted in a slight increase in grain size. On the other hand, the correlation between oxygen content and losses was complex. There are lower losses, at 60 °C. Similar behavior was observed with hysteresis loss, which is compatible with the change in magnetocrystalline magnetic anisotropy (K1). Measurements were performed from 25 to 100 °C, at 0.2 T, aiming at the evaluation of the effect of temperature on the two parcels of hysteresis loss. Samples sintered at 1290 °C with low atmosphere oxygen content showing a minimum on the losses versus temperature curve. The available techniques to analyze Fe2+ content were not capable of establishing, unequivocally, the expected relation between this variable and the oxygen content of the sintering atmosphere.

A utilização de nanopartículas (NP) magnéticas em várias áreas da biomedicina e biotecnologia vem recebendo elevado destaque nos últimos anos, graças à versatilidade de aplicações tais como: reparo de tecidos, diagnósticos, imagens por ressonância magnética, tratamento contra o câncer, separação celular, transporte controlado de drogas, entre outras. Atualmente, as NP com potencialidade de aplicação em biomedicina baseiam-se principalmente em óxidos magnéticos de ferro, os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente e baixa magnetização da ordem de 60 emu g-1. A utilização dos óxidos se baseia em duas razões principais: facilidade e versatilidade de modificação da superfície e funcionalização devido aos grupos hidroxila na superfície das NP e pela baixa toxicidade comparada às NP magnéticas metálicas. Biocompatibilidade e funcionalidade específica são obtidas geralmente pela incorporação de materiais paramagnéticas e/ou diamagnéticos na superfície das NP contribuindo para diminuir ainda mais o baixo valor de magnetização de saturação dos óxidos. Nesse contexto, é necessário o desenvolvimento de novos núcleos magnéticos com elevado valor de magnetização, próximos aos valores observados para ferro metálico (~200 emu g-1). Entretanto, esses valores são observados apenas em NP metálicos com elevada toxicidade. Assim, neste trabalho, NP magnéticas bimetálicas de FePt, CoPt e NiPt recobertas óxido de ferro ou ferritas de Co e Ni foram sintetizadas pelo processo poliol modificado combinado com a metodologia de crescimento mediado por semente. As NP obtidas apresentaram tamanho e distribuição de tamanho compatíveis para aplicações biomédicas e a magnetização de saturação dos diferentes sistemas foi intensificada quando comparada às de NP de óxidos magnético puros. Os surfactantes ácido oleico e oleilamina presentes na superfície das NP como sintetizadas foram substituídos por moléculas de APTMS (3-aminopropiltrimetoxisilano) resultando em sistemas de NP dispersáveis em água. Adicionalmente, moléculas de carboximetil-dextrana foram conjugadas com as moléculas de APTMS modificando a superfície das NP e levando a formação de sistemas de NP magnéticas biocompatíveis, com estabilidade em dispersões aquosa e resposta magnética melhorada. As NP sintetizadas apresentam, em resumo, grande potencialidade para diversas aplicações em biomedicina. / In recent years, the magnetic nanoparticles uses in many biomedical and biotechnological areas have received great attention due to their applications possibilities such as: tissue repair, diagnostics, magnetic resonance imaging, cancer treatment, cell separation, and controlled drug delivery, among others. Today, the magnetic nanoparticles applications are mainly based on magnetic iron oxides, which exhibit superparamagnetic behavior at room temperature and low saturation magnetization around 60 emu g-1. Magnetic oxide uses was based in two main reasons: easily and versatility of surface changes and functionalization due to hydroxyl groups present on the oxide nanoparticles surface, and low toxicity compared with the magnetic metallic nanoparticles. Biocompatibility and targetable functionalizations are generally obtained by paramagnetic and/or diamagnetic materials incorporations onto the nanoparticle surface contributing to decreases the already low oxide saturation magnetization. In this context, the development of new magnetic nuclei with high magnetizations values closed to the metallic iron values (~200 emu g-1) is required. However, this value is only generally observed in highly toxic metallic nanoparticles. Therefore, in this study, bimetallic magnetic nanoparticles of FePt, CoPt and NiPt coated with iron oxide and Ni- or Co-ferrites in a core-shell structure are synthesized by using the modified polyol process combined with the seed-mediated growth method. Obtained nanoparticles presented size and size distribution compatible for biomedical applications and the saturation magnetization of the different synthesized systems were enhanced compared with the pure magnetic oxide nanoparticles. Oleic acid and oleylamine present on the as-synthesized magnetic nanoparticles surface were properly changed by (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) molecules leading to water-dispersible magnetic nanoparticles system. In addition, carboxymethyl-dextran molecules were conjugated with the APTMS molecules changing the nanoparticles surfaces and resulting in biocompatible water-soluble magnetic nanoparticles systems with improved magnetic response. These synthesized biocompatible magnetic systems present a great potential for many biomedical applications.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-25T19:02:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_GeologiaGeoquimicaPetrologia.pdf: 4503410 bytes, checksum: 4854df0b250c0f52b7ef6b7dfd56c0a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-02-26T14:01:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_GeologiaGeoquimicaPetrologia.pdf: 4503410 bytes, checksum: 4854df0b250c0f52b7ef6b7dfd56c0a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-26T14:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_GeologiaGeoquimicaPetrologia.pdf: 4503410 bytes, checksum: 4854df0b250c0f52b7ef6b7dfd56c0a1 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / INCT/GEOCIAM - Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Geociências da Amazônia / O mapeamento geológico realizado na área de Nova Canadá, porção sul do Domínio Carajás, Província Carajás, possibilitou a individualização de duas unidades de caráter máfico e intrusivas nos granitoides do Complexo Xingu e, mais restritamente, na sequência greenstone belt do Grupo Sapucaia. São representadas por diques de diabásio isotrópicos e por extensos corpos de anfibolito, com os últimos descrevendo texturas nematoblástica e granoblástica, de ocorrência restrita à porção SW da área. Ambos apresentam assinatura de basaltos subalcalinos de afinidade toleítica, sendo que os diques de diabásio são constituídos por três variedades petrográficas: hornblenda gabronorito, gabronorito e norito, sendo essas diferenças restritas apenas quanto à proporção modal de anfibólio, orto- e clinopiroxênio, já que texturalmente, as mesmas não apresentam diferenças significativas. São formados por plagioclásio, piroxênio (orto- e clinopiroxênio), anfibólio, minerais óxidos de Fe-Ti e olivina, apresentam um padrão ETR moderadamente fracionado, discreta anomalia negativa de Eu, ambiente geotectônico correspondente a intraplaca continental, e assinaturas dos tipos OIB e E-MORB. Já os anfibolitos são constituídos por plagioclásio, anfibólio, minerais opacos, titanita e biotita, mostram um padrão ETR horizontalizado, com anomalia de Eu ausente, sendo classificados como toleítos de arco de ilha e com assinatura semelhante aos N-MORB. Os dados de química mineral obtidos nessas unidades mostram que, nos diques de diabásio, o plagioclásio não apresenta variações composicionais significativas entre núcleo e borda, sendo classificados como labradorita, com raras andesina e bytownita; o anfibólio mostra uma gradação composicional de Fe-hornblenda para actinolita, com o aumento de sílica. Nos anfibolitos, o plagioclásio mostra uma grande variação composicional, de oligoclásio à bytownita nas rochas foliadas, sendo que nas menos deformadas, sua classificação é restrita à andesina sódica. O piroxênio, presente apenas nos diabásios, exibe considerável variação em sua composição, revelando um aumento no teor de magnésio nos núcleos, e de ferro e cálcio, nas bordas, permitindo classificá-los em augita, pigeonita (clinopiroxênio) e enstatita (ortopiroxênio). Os diabásios apresentam titanomagnetita, magnetita e ilmenita como os principais óxidos de Fe-Ti, permitindo reconhecer cinco formas distintas de ilmenita nessas rochas: ilmenita treliça, ilmenita sanduíche, ilmenita composta interna/externa, ilmenita em manchas e ilmenita individual. Feições texturais e composicionais sugerem que a titanomagnetita e os cristais de ilmenita composta externa e individual foram originados durante o estágio precoce de cristalização. Durante o estágio subsolidus, a titanomagnetita foi afetada pelo processo de oxi-exsolução, dando origem a intercrescimentos de magnetita pobre em titânio com ilmenita (ilmenitas treliça, em mancha, sanduíche e composta interna). Os anfibolitos possuem a ilmenita como único mineral óxido de Fe e Ti ocorrendo, portanto, sob a forma de ilmenita individual, onde encontra-se sempre associada ao anfibólio e à titanita. Os valores mais elevados de suscetibilidade magnética (SM) estão relacionados aos gabronoritos e noritos, os quais exibem maiores conteúdos modais de minerais opacos e apresentam titanomagnetita magmática em sua paragênese. A variedade hornblenda gabronorito define as amostras com valores intermediários de SM. Os menores valores de SM são atribuídos aos anfibolitos, que são desprovidos de magnetita. A correlação negativa entre valores de SM com os conteúdos modais de minerais ferromagnesianos indica que os minerais paramagnéticos (anfibólio e piroxênio) não possuem influência significativa no comportamento magnético dos diabásios, enquanto nos anfibolitos a tendência de correlação positiva entre estas variáveis pode sugerir que estas fases são as principais responsáveis pelos seus valores de SM. Dados geotermobarométricos obtidos a partir do par titanomagnetita-ilmenita nos diabásios indicam que estes se formaram em condições de temperatura (1112°C) e Fo2 (-8,85) próximas daquelas do tampão NNO. / Through geologic mapping of the Nova Canadá area, was possible to individualize two mafic units, typified for diabase dikes, isotropic, and extensive bodies of amphibolites with nematoblastic and granoblastic textures, outcropping only in the southwestern part of the area. Both units cross-cut granitoids of Xingu Complex and Sapucaia greenstone belts sequence. They are classified as subalkaline tholeiitic basalts. Diabase dikes are divided into three varieties, namely hornblende-gabbronorite, gabbronorite and norite, being the differences between these ones only concerned the modal contents of amphibole, ortho- and clinopyroxene, once petrographically, they don’t show significant differences. They consist of plagioclase, ortho-/clinopyroxene, amphibole, Fe-Ti oxides and olivine; they show a moderate fractional pattern REE and unremarkable negative Eu anomaly. Tectonically, they are related to a continental intraplate environment, and show OIB and E-MORB-types signatures. On the other hand, the amphibolites show a flat REE pattern and an absence of Eu anomaly. They are classified as island arc tholeiites and show N-MORB-type signature. This lithotype includes plagioclase, amphibole, opaque minerals, titanite and biotite as main mineralogical phases. The mineral chemistry shows in the diabases no significant variation between plagioclase core and rim, being classified as labradorite, with rare andesine and bytownite; the amphibole shows a compositional gradation from Fe-hornblende to actinolite with increasing silica. In the amphibolites, the plagioclase shows a wide compositional variation, from oligoclase to bytownite in the foliated rocks; in the amphibolites less/no foliated, there is only sodic andesine. Pyroxene is only found in the diabase dikes and exhibits considerable variation compositional, showing a magnesium content increasing in the cores; the iron and calcium contents increase toward the rims; it is classified as augite, pigeonite (clinopyroxene) and enstatite (orthopyroxene). Diabase dikes have titanomagntite, magnetite and ilmenita as main Fe-Ti oxides. Textural analyses of these oxides allowed identifying five distinct forms of ilmenite in the diabase dikes: trellis ilmenite, sandwich ilmenite, patch ilmenite, individual ilmenite, internal and external composite ilmenite. Texture features suggest that titanomagnetite and individual and external composite ilmenite crystallized in early magmatic stage. During the subsolidus stage, titanomagnetite was transformed by oxidation-exsolution in intergrowths of almost pure magnetite and ilmenite (sandwich, patch, trellis and internal composite ilmenite). Amphibolites have ilmenite as the only Fe-Ti oxide mineral, that occurs as individual ilmenite, and it is always associated to amphibole and titanite. Norites and gabbronorites are characterized by the highest values of the magnetic susceptibility (MS); these varieties exhibit the highest modal opaque minerals content, having primary titanomagnetite as mineralogical phase. Hornblende-gabbronorites exhibit the moderate values of the MS, and amphibolites, the lowest ones. The negative correlation between MS values with modal ferromagnesian contents of the diabases shows that paramagnetic minerals (amphibole and pyroxene) don’t have significant influence in the magnetic behavior in these rocks. In contrast, the positive correlation between these variables, of the amphibolites, suggests these mineral phases are the main responsible for its values of the MS. Geothermobarometric data obtained from titanomagnetite-ilmenite pair in the diabase dikes show temperature and oxygen fugacity conditions (1112°C and -8,85, respectively) close to NNO buffer.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-10T13:25:41Z No. of bitstreams: 1 andersonliradesalessantos.pdf: 15105576 bytes, checksum: 64b0938ed4211d7b4d1f253445ad7b79 (MD5) / Rejected by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br), reason: Favor verificar se Araújo não tem acento: Membro da banca: Araujo, Clodoaldo Irineu Levartoski de on 2018-01-23T11:47:06Z (GMT) / Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-23T13:11:26Z No. of bitstreams: 1 andersonliradesalessantos.pdf: 15105576 bytes, checksum: 64b0938ed4211d7b4d1f253445ad7b79 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-23T13:15:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andersonliradesalessantos.pdf: 15105576 bytes, checksum: 64b0938ed4211d7b4d1f253445ad7b79 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T13:15:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andersonliradesalessantos.pdf: 15105576 bytes, checksum: 64b0938ed4211d7b4d1f253445ad7b79 (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da dinâmica das paredes de domínio em uma nanofita magnética tem atraído um grande interesse por conta das suas importantes aplicações tecnológicas em mídias magnéticas e memória RAM (Random Access Memory). Para determinadas geometrias e tamanhos, a nanofita magnética apresenta paredes de domínio magnético tipo transversal ou vórtice, que com a aplicação de uma força externa podem ser transportadas para diferentes regiões da nanofita sem perder suas propriedades magnéticas. Neste trabalho, estudamos a influência de uma fita de impureza magnética sobre a dinâmica de uma parede de domínio transversal (PDT) em uma nanofita magnética de Permalloy-79 (Ni79Fe21), via simulação computacional. A PDT émovida com a aplicação de uma corrente de spin polarizada na direção do eixo da nanofita. Nas nossas simulações, as nanofitas são modeladas por uma hamiltoniana que leva em consideração a interação de curto (troca) e longo (dipolar) alcance dos momentos magnéticos. A dinâmica do sistema éregida pela equação de Landau-Lifshitz-Gilbert com o termo da corrente de spin. Nós calculamos a energia de interação entre a PDT e a fita de impureza, e variando a intensidade da corrente de spin, determinamos o valor mínimo da corrente necessária para “arrancar”a PDT da fita de impureza. Mostramos que este valor mínimo depende, principalmente, da largura da nanofita e da constante de troca J' entre o material da nanofita e o da impureza. Este estudo tem grande importância para aplicações tecnológicas que utilizam o movimento da parede de domínio. / The study of the dynamics of domain wall in magnetic nanowires have attracted a vast interest because of their important technological applications in magnetic media and MRAM’s (Random Access Memory). For certain geometries and sizes, magnetic nanowires present transverse domain walls or vortex domain walls, which with the application of an ex-ternal field can be transported to different regions of the nanowire without losing its magnetic properties. In this work, we have studied the influence of a cluster of magnetic impurities on the transverse domain wall (TDW) dynamics in a magnetic nanowires of Permalloy-79 (Ni79Fe21) using numerical simulations. The TDW is driven by the application of a spin polarized current in the direction of the nanowires axes. In our simulations, the nanowires are modeled by a Hamiltonian that takes into account the short (exchange) and long (dipolar) range interactions of magnetic moments. The dynamics of the system is governed by the Landau-Lifshitz-Gilbert equations with spin current term. We have studied the interaction potential between the TDW and the cluster, and by varying the applied spin current, we can determine the minimum value of the current necessary to depin the domain wall of the cluster. We have shown that this minimum value depends on the width of the nanowire and the exchange constant J' between the material of the nanowire and the impurity. The present study is of the great significance for technological applications that use movement of domain walls.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo dos Santos Silva.pdf: 1117478 bytes, checksum: 9ff9f4ff74a5d270d04abae90138b522 (MD5) Previous issue date: 2010-08-13 / The ferrites have been studied systematically, due to their dielectric and magnetic properties, being used in various applications in industry such as core processors, catalysts. In this work, we synthesized and characterized ferrites ZNXMg(1-x) Fe2O4, where 0≤x≤0.8, by the method of combustion reaction. This method have been used to produce ferrites quickly and inexpensively for producing ferrites quickly and inexpensively. The following chemical were used in the synthesis: iron nitrate Fe(NO3)3.9H2O, magnesium nitrate Mg (NO3)3.6H2O, zinc nitrate Zn(NO3)3.6H2O and urea CO(NH2)2 as fuel. The obtained ferrites were analysed by atomic absorption spectroscopy, X-ray diffraction (XRD) spectroscopy, Fourier transform infrared (FTIR) and vibrating sample magnetometer (VSM). The results of atomic absorption spectroscopy showed that the samples were synthesized with stoichiometry close to the calculated. The Xray diffraction showed that there was the formation of the spinel phase, typical of ferrites, the crystallite size varied from 37nm to x = 0.8 and 55 nm for x = 0.4. Infrared spectroscopy showed absorption bands typical of spinel type ferrites. The magnetic saturation, coercivity and remanent magnetization varied with the amount of zinc. The x=0,4 zinc ferrite had a maximum of magnetic saturation of 246.4 (emu/cm3) for x = 0.4 zinc. The value of coercivity and remnant magnetization decreased with the replacement of magnesium by zinc. The coercivity ranged from 82.0 (Oe) for x = 0,0 to 3.8 (Oe) for x = 0.8 and the remnant magnetization ranged from 17.0 (emu/cm3) for x = 0.0 to 0.3 (emu/cm3) for x = 0.8. The Curie temperature decreased with the replacement of magnesium by zinc, and the Curie temperature of ferrite, magnesium MgFe2O4, was 750 K. / As ferritas têm sido objeto de estudo sistemático, devido às suas propriedades magnéticas e dielétricas, sendo utilizadas nas mais diversas aplicações na indústria como por exemplo núcleo de transformadores, catalisadores. Neste trabalho, sintetizamos e caracterizamos ferritas de Mg(1-x)Znx Fe2O4, onde 0 ≤ x ≤ 0,8 pelo método da reação de combustão. Este método se mostra muito promissor por produzir ferritas de forma rápida e com baixo custo. Foi utilizado na síntese: nitrato de ferro Fe(NO3)3.9H2O, nitrato de magnésio Mg(NO3)3.6H2O, nitrato de zinco Zn(NO3)3.6H2O e uréia CO(NH2)2 como combustível. As analises das ferritas foram feitas por: espectroscopia de absorção atômica, difração de raio X (DRX), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados de espectroscopia de absorção atômica demonstraram que as amostras foram sintetizadas com estequiometria próxima da calculada. A difração de raios-X mostrou que houve a formação da fase espinélio, típica das ferritas, o tamanho do cristalito variou entre 37nm para x = 0,8 e 55 nm para x = 0,4. A espectroscopia no infravermelho apresentou bandas de absorção típicas de ferritas do tipo espinélio. A saturação magnética, coercividade e magnetização remanescente variaram com a quantidade de zinco. As ferritas tiveram um valor máximo de saturação magnética de 246,4 (emu/cm3) para x=0,4 de zinco. O valor da coercividade e a magnetização remanescente diminuíram com a substituição do magnésio por zinco. A coercividade variou de 82,0 (Oe) para x=0,0 a 3,8 (Oe) para x=0,8 e a magnetização remanescente de variou de 17,0 (emu/cm3) para x=0,0 a 0,3 (emu/cm3) para x=0,8. A temperatura de Curie diminuiu com a substituição de magnésio por zinco, sendo que a temperatura de Curie da ferrita de magnésio, MgFe2O4 , foi de 750 K.

A utilização de nanopartículas (NP) magnéticas em várias áreas da biomedicina e biotecnologia vem recebendo elevado destaque nos últimos anos, graças à versatilidade de aplicações tais como: reparo de tecidos, diagnósticos, imagens por ressonância magnética, tratamento contra o câncer, separação celular, transporte controlado de drogas, entre outras. Atualmente, as NP com potencialidade de aplicação em biomedicina baseiam-se principalmente em óxidos magnéticos de ferro, os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente e baixa magnetização da ordem de 60 emu g-1. A utilização dos óxidos se baseia em duas razões principais: facilidade e versatilidade de modificação da superfície e funcionalização devido aos grupos hidroxila na superfície das NP e pela baixa toxicidade comparada às NP magnéticas metálicas. Biocompatibilidade e funcionalidade específica são obtidas geralmente pela incorporação de materiais paramagnéticas e/ou diamagnéticos na superfície das NP contribuindo para diminuir ainda mais o baixo valor de magnetização de saturação dos óxidos. Nesse contexto, é necessário o desenvolvimento de novos núcleos magnéticos com elevado valor de magnetização, próximos aos valores observados para ferro metálico (~200 emu g-1). Entretanto, esses valores são observados apenas em NP metálicos com elevada toxicidade. Assim, neste trabalho, NP magnéticas bimetálicas de FePt, CoPt e NiPt recobertas óxido de ferro ou ferritas de Co e Ni foram sintetizadas pelo processo poliol modificado combinado com a metodologia de crescimento mediado por semente. As NP obtidas apresentaram tamanho e distribuição de tamanho compatíveis para aplicações biomédicas e a magnetização de saturação dos diferentes sistemas foi intensificada quando comparada às de NP de óxidos magnético puros. Os surfactantes ácido oleico e oleilamina presentes na superfície das NP como sintetizadas foram substituídos por moléculas de APTMS (3-aminopropiltrimetoxisilano) resultando em sistemas de NP dispersáveis em água. Adicionalmente, moléculas de carboximetil-dextrana foram conjugadas com as moléculas de APTMS modificando a superfície das NP e levando a formação de sistemas de NP magnéticas biocompatíveis, com estabilidade em dispersões aquosa e resposta magnética melhorada. As NP sintetizadas apresentam, em resumo, grande potencialidade para diversas aplicações em biomedicina. / In recent years, the magnetic nanoparticles uses in many biomedical and biotechnological areas have received great attention due to their applications possibilities such as: tissue repair, diagnostics, magnetic resonance imaging, cancer treatment, cell separation, and controlled drug delivery, among others. Today, the magnetic nanoparticles applications are mainly based on magnetic iron oxides, which exhibit superparamagnetic behavior at room temperature and low saturation magnetization around 60 emu g-1. Magnetic oxide uses was based in two main reasons: easily and versatility of surface changes and functionalization due to hydroxyl groups present on the oxide nanoparticles surface, and low toxicity compared with the magnetic metallic nanoparticles. Biocompatibility and targetable functionalizations are generally obtained by paramagnetic and/or diamagnetic materials incorporations onto the nanoparticle surface contributing to decreases the already low oxide saturation magnetization. In this context, the development of new magnetic nuclei with high magnetizations values closed to the metallic iron values (~200 emu g-1) is required. However, this value is only generally observed in highly toxic metallic nanoparticles. Therefore, in this study, bimetallic magnetic nanoparticles of FePt, CoPt and NiPt coated with iron oxide and Ni- or Co-ferrites in a core-shell structure are synthesized by using the modified polyol process combined with the seed-mediated growth method. Obtained nanoparticles presented size and size distribution compatible for biomedical applications and the saturation magnetization of the different synthesized systems were enhanced compared with the pure magnetic oxide nanoparticles. Oleic acid and oleylamine present on the as-synthesized magnetic nanoparticles surface were properly changed by (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) molecules leading to water-dispersible magnetic nanoparticles system. In addition, carboxymethyl-dextran molecules were conjugated with the APTMS molecules changing the nanoparticles surfaces and resulting in biocompatible water-soluble magnetic nanoparticles systems with improved magnetic response. These synthesized biocompatible magnetic systems present a great potential for many biomedical applications.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2354_1.pdf: 6055782 bytes, checksum: 76375bee6f225ba09f816921ea89b485 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação desenvolvemos atividades de fabricação de filmes compostos de multicamadas magnéticas, caracterização de suas propriedades e interpretação fenomenológica dos resultados. Investigamos os efeitos de acoplamentos magnéticos que ocorrem em bicamadas do tipo ferromagneto/antiferromagneto (FM/AF) e em estruturas do tipo válvulas de spin, que são adequadas para investigar a superposição dos acoplamentos direto (exchange bias) e indireto (mediado pela camada não magnética). Todas as amostras investigadas neste trabalho foram fabricadas pela técnica de sputterin DC e RF e para caracterizar as propriedades estáticas e dinâmicas da magnetização utilizamos as técnicas de ressonância ferromagnética (FMR) e magnetoresistência (MR). As medidas de MR ao longo do eixo fácil permitiram medir a dependência do campo de exchange bias (HE) e do campo coercivo (HC) em função da temperatura. Ambos HE e HC mostram um crescimento monotônico à medida que a temperatura diminui. Para as medidas de ressonância ferromagnética levamos em consideração três diferentes mecanismos de relaxação para explicar a dependência angular da largura de linha em bicamadas FM/AF. A simetria das curvas H vs.H foi ajustada numericamente e verificamos a importância dos mecanismos de 2-mágnons e de flutuação dos eixos de anisotropia. Considerando as válvulas de spin, as análises de FMR mostraram a existência de dois picos de absorção correspondentes às ressonâncias das camadas livre e presa. Para espessuras grandes da camada separadora de rutênio, a camada livre apresenta uma dependência angular típica de um filme simples e a camada presa apresenta uma dependência típica de um acoplamento do tipo exchange bias. Para espessuras menores da camada de Ru verificamos o efeito da mudança do sinal do acoplamento indireto entre as camadas livre e presa. Estes resultados também foram confirmados pelas curvas de MR, obtidas ao longo do eixo de anisotropia e para diferentes espessuras da camada separadora. Medidas de ressonância ferromagnética feitas ao longo do eixo unidirecional com o campo aplicado paralelo e antiparalelo a direção de mínimo de energia, nos permitiram estudar o comportamento da largura de linha e do campo de ressonância em função da temperatura, fizemos também uma estimativa do campo de exchange bias para medidas de FMR em função da temperatura e comparamos os resultados com os obtidos por MR

O presente projeto teve como objetivo sintetizar matrizes magnetizadas para imobilização da lipase de Burkholderia cepacia para aplicação na síntese de ésteres alquilicos. Foram testadas duas metodologias para síntese de compósitos formados por óxidos magnéticos dispersos em matriz de sílica, a saber: a) matriz polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) dopada com Fe3O4 e ?Fe2O3 e b) matriz polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) sintetizada com incorporação de Fe3O4 e ?Fe2O3. As matrizes polissiloxano-álcool polivinílico (SiO2-PVA) e partículas de Fe3O4 e ?Fe2O3 foram usadas como controles. As características texturais e morfológicas das matrizes magnéticas e não magnética foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratograma de raios-X, espectroscopia no infravermelho (IV) e análise de tamanho de poros (BET). As partículas de magnetita (Fe3O4) e maghemita (?Fe2O3) apresentaram comportamento superparamagnético. A lipase de B. cepacia foi imobilizada nas quatro matrizes (magnetizada e não magnetizada) por adsorção física e ligação covalente e os rendimentos de imobilização similares obtidos sugerem que as partículas de ferro não interferiram na interação enzima-suporte. Entretanto, os parâmetros cinéticos (Km e Vmax) determinados indicaram que a lipase imobilizada nos suportes magnetizados tem menor afinidade pelo substrato. Os valores determinados de Km e Vmax da lipase de B. cepacia na forma livre (Km = 400 ± 32 mM e Vmax = 16019 ± 749 Ug-1) mostraram que independente do suporte a imobilização reduziu aproximadamente 50% da afinidade da enzima pelo substrato. Os derivados imobilizados obtidos por ligação covalente foram selecionados para mediar reações de transesterificação do óleo de coco pela rota etanólica e demonstraram eficiente desempenho, fornecendo conversões praticamente totais em ésteres de etila entre 72-96h. A menor velocidade de reação foi verificada para a lipase imobilizada em partículas de Fe3O4 e ?Fe2O3, provavelmente devido à interferência negativa do óxido de ferro que reduziu a afinidade da enzima pelo substrato, corroborando com os parâmetros cinéticos Km e Vmax. As amostras purificadas apresentaram propriedades que atendem às especificações exigidas pela Agência Nacional de Petróleo (ANP) para uso como biocombustível, incluindo: pureza elevada em ésteres etílicos (mínimo 96%), densidade (873-876 kgm-3) e viscosidade cinemática (3,76-3,93 mm2s-1). / The objective of this work was to synthesize magnetic matrices for immobilization of Burkholderia cepacia lipase to be used in the synthesis of alkyl esters. Two methods for the synthesis of the magnetic composites dispersed in silica matrices were tested: a) matrix polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) coating with Fe3O4 and ?Fe2O3 and b) matrix polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) synthesized with incorporation of Fe3O4 and ?Fe2O3. The matrix polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) and the composite Fe3O4 and ?Fe2O3 particles were used as controls. The morphological and textural characteristics of the magnetic and nonmagnetic matrices were determined by analysis of pore size (BET), scanning electron microscopy (MEV), X-ray diffraction and infrared spectroscopy (IV). The magnitete (Fe3O4) and maghmitite (?Fe2O3) particles showed super paramagnetic behavior. The lipase B. cepacia was immobilized in the matrices (magnetized and non-magnetized) by physical adsorption and covalent attachment and the similar immobilization yields obtained suggest that the iron particles did not affect the enzyme-support interaction. However, the determined kinetic parameters (Km and Vmax) indicated that the lipase immobilized in both magnetized SiO2-PVA matrices had lower affinity for the substrate. The Km and Vmax values determined for free lipase (Km = 400 ± 32 mM and Vmax =16019 ± 749 Ug-1), showed that independely of the immobilization support the affinity of the enzyme for the substrate was reduced by 50%. The immobilized derivatives prepared by covalent attachment were used to mediate the transesterification reactions of coconut oil by ethanolysis route. All immobilized derivatives were efficient in the ethanolysis of coconut oil attaining total conversion to ethyl esters in 72 hours, with the exception of the immobilized lipase on Fe3O4 and ?Fe2O3 particles, which provided total conversion in 96 h, probably due to the negative influence of the iron particles on the enzyme. The purified product samples (biodiesel) were essentially odorless and translucent appearance. The purity of the ethyl esters was high. In addition, other properties such as density (873-876 kg m-3) and viscosity (3.76-3.93 mm2 s-1) meet the specifications required by the National Petroleum Agency (ANP) to be used as a biofuel.

Foram feitos estudos das propriedades magnéticas e estruturais em nanofios de níquel em uma lâmina de alumínio. As amostras foram obtidas através da anodização em duas etapas, seguida de uma eletrodeposição AC. Foi verificado que o aumento do potencial usado nas anodizações acarretam em um aumento do tamanho dos grãos cristalinos de níquel e dos diâmetros dos nanofios. O tamanho dos grãos de níquel e dos diâmetros dos nanofios variaram, respectivamente, entre 10 a 20 nm e 30 a 50 nm. As amostras apresentam alta anisotropia de forma, com coercividade entre 565 a 725 Oe. As interações magnéticas foram estudadas através das curvas `delta´M, estas mostraram que as interações desmagnetizantes são dominantes nestes sistemas. O modelo de Stoner-Wohlfarth, acréscido de um termo de interação foi utilizado para simular e interpretar o comportamento magnético dos nanofios. Através dos resultados numéricos e experimentais foi verificado que a componente reversível (Mrev) da magnetização independe do estado inicial do sistema, diferentemente do comportamento para a componente irreversível (Mirr). Através da análise das curvas de Mrev(Mirr)Hi , provenientes dos resultados numéricos e experimentais, foi verificado que existe um forte indicativo quanto ao modo de inversão da magnetização por curling, para nanofios / Studies of magnetic and structural properties of nickel nanowires deposited on nanoporous alumina membranes were carried out. The samples were obtained by a two-step anodization, followed by an AC electrodeposition. It was noted that the diameters of the nanowires and the crystalline grain size of the deposited nickel increase with the anodization voltage. The mean diameters and the grain sizes varied from 10 to 20 nm and from 30 to 50 nm, respectively. The samples exhibited a strong shape anisotropy, with coercivities between 565 and 725 Oe. Magnetic interactions were studied via `delta´M curves, which showed that the dominant interactions are rather demagnetizing in these systems. An interacting Stoner-Wohlfarth model was developed to simulate and reproduce the magnetic behavior of the nanowires. From the comparison between numerical and experimental results (which exhibit excellent agreement), it was noted that reversible components of magnetization (Mrev) do not depend on the initial state of the system, whereas irreversible components (Mirr) do. From the analysis of Mrev(Mirr)Hi curves of numerical and experimental results, it was noted that there is strong evidence for the curling magnetization reversal mode for these systems