Publicação: Síntese e caracterização estrutural de sistemas de óxidos metálicos: Fe3O4 e Fe3O4@Ag
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::MATERIAIS MAGNETICOS E PROPRIEDADES MAGNETICAS
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Resumo
As nanopartículas (NPs) magnéticas revestidas têm se mostrado um grande potencial para aplicações em áreas industriais e biomédicas, principalmente como drug delivery e agentes de contraste em imagens médicas. Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de óxido de ferro (magnetita), Fe3O4, pelo método de coprecipitação, avaliando parâmetros de síntese para otimizá-los e favorecer a reprodutibilidade do método, para depois funcionalizar as NPs através da dopagem com prata. O objetivo principal foi estudar
qualitativamente detalhes estruturais, morfológicos e propriedades físicas através da variação do tamanho das NPs. Para caracterizá-las, coletamos dados de difração de raios-X (DRX), imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e varredura (MEV) - incluindo análise química por dispersão de energia -, espectroscopia Raman e absorção UV-Vis. Foi possível confirmar a estrutura cúbica de face centrada com grupo espacial F d−3m, estimar o tamanho das partículas, e sugerir qualitativamente a presença de defeitos médios (microstrains). Em particular, as imagens de TEM, embora com muito baixa resolução, permitiram visualizar a morfologia esférica, o tamanho médio e a distribuição das partículas. Para testar as concentrações tanto nas amostras revestidas como não revestidas (com prata), analisamos o mapa espectral de
concentrações por dispersão de energia (EDS) no microscópio MEV; a absorção UV-Vis permitiu estimar
qualitativamente propriedades ópticas em função do tamanho médio. Este trabalho permite direcionar para análises mais complexas da microestrutura, como a caracterização de defeitos.
Abstract
Coated magnetic nanoparticles (NPs) have shown great potential for applications in industrial and biomedical areas, mainly as drug delivery and contrast agents in medical images. In this work, iron oxide nanoparticles (magnetite), Fe3O4, were synthesized using the coprecipitation method, evaluating the synthesis parameters to optimize them and favor the method reproducibility, and then functionalize the NPs through doping with
silver. The main objective was to qualitatively study structural, morphological details and physical properties by varying the size of NPs. To characterize them, we collected data from X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and scanning (SEM) images - including chemical analysis by energy dispersion -, Raman spectroscopy and UV-Vis absorption. It was possible to confirm the face-centered cubic structure with
space group F d−3m, estimate the particle size, and qualitatively suggest the presence of medium defects (microstrains). In particular, TEM images, although with very low resolution, allowed us to visualize the spherical morphology, average size and distribution of the particles. To test the concentrations in both doped and undoped samples (with silver), we analyzed the spectral map of concentrations by energy dispersion (EDS) under the SEM microscope; UV-Vis Absorption allowed qualitatively estimating optical properties as a function of average size. This work allows us to move on to more complex microstructure analyses, such as the characterization of defects.
Palavras-chave
Nanopartículas magnéticas, Óxido de ferro, Revestimento com prata, Absorção óptica, Caracterização estrutural, Magnetic nanoparticles, Iron oxide, Silver core-shell, Structural characterization, Optical absorption
Citação
BARBOSA, Melissa Naomi Takemori. Síntese e caracterização estrutural de sistemas de óxidos metálicos: Fe3O4 e F3O4@Ag. 2023. 78 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física de Materiais) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.