Oscilação da magnetização magnetita/maghemita revestida com polianilina

Abstract

Nas últimas décadas, materiais que combinam propriedades magnéticas e de condutividade têm recebido atenção considerável no âmbito da ciência e tecnologia. Os compostos nanoparticulados (nanocompósitos) de óxido de ferro revestido com polianilina (PANI) estão entre esses materiais. Dessa forma, a comunidade científica intensificou o estudo das mais variadas rotas de síntese desse material, suas características magnéticas e elétricas e mecanismos de formação. As propriedades do sistema, bem como suas aplicações, dependem fortemente do tamanho das partículas e das suas interações entre si e com a matriz polimérica. O método de síntese utilizado para a produção de PANI-Fe2 O3 consiste na deposição de nanopartículas de Fe2 O3 em meio acido e luz ultravioleta (UV) para polimerização, atuando de forma diferente dos métodos tradicionais caracterizados pelo uso de um agente de oxidação convencional para a polimerização. Os óxidos puros de maghemita (Fe2 O3) utilizados foram obtidos por método químico sob temperaturas de 10 e 25 oC, resultando em amostras pequenas com tamanhos de cristalito menores que 10 nm e por método Sol-Gel proteico, calcinados por 12 horas a 300 oC. Todas as amostras foram polimerizadas a 40 oC num período de 30 a 210 minutos, sob ação de luz UV de 365 nm, com agitação magnética de 1000 rpm (os óxidos obtidos por método químico também foram polimerizados a 60 oC). Há cada 30 minutos foi retirada uma alíquota com a finalidade de observar a influência do tempo de polimerização nas propriedades magnéticas e estruturais do material. Finalizado o processo, os materiais foram submetidos às análises magnéticas de VSM, FC-ZFC, DCD e IRM, e a analises estruturais e DRX e MEV. As observações indicaram um comportamento inusitado para algumas séries de nanocompósitos. A magnetização aumenta com o tempo de reação sob condições apropriadas, indicando uma transformação parcial de maghemita (Fe2 O3) em magnetita (Fe3 O4). É possível observar um fenômeno novo e interessante que carece de informações literárias. O trabalho avança no estudo desse tipo de sistema sob diferentes condições de tamanho de cristalito, tempo de reação e temperatura de reação, objetivando o melhor entendimento do mesmo. Além disso, as alterações estruturais do material e as interações também foram estudadas com detalhes, estas últimas apresentando diferenças importantes em relação ao método de síntese utilizado para os óxidos. Os materiais sintetizados pelo método químico apresentaram o aumento da concentração de goethita com o tempo de reação, enquanto que os óxidos obtidos pelo método sol-gel proteico indicaram o aumento a concentração de hematita, sendo um fator importante para a redução das magnetizações com o tempo de reação, fato esse também associado ao tempo de exposição ao polímero. A magnetização remanente apresentou valores pequenos em todos os casos, enquanto que o campo coercivo indicou um comportamento oscilatório. De forma geral, o tamanho médio de cristalito aumentou com o tempo de reação. O método utilizado mostrou eficiência no que diz respeito a obtenção dos nanocompósitos PANI-Fe2 O3 com propriedades físicas e químicas adequadas, além de possibilitar o entendimento de um sistema pouco estudado anteriormente.