Desarrollo de materiales híbridos nanoestructurados con características magnéticas modulables.

Torres Martínez, Nubia Esther (2017) Desarrollo de materiales híbridos nanoestructurados con características magnéticas modulables. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

RESUMEN: En esta investigación se reporta el desarrollo de materiales híbridos nanoestructurados (HNM, por sus siglas en inglés), basados en nanopartículas de óxidos metálicos tipo espinela (SMON, por sus siglas en inglés) estabilizadas en templetes de complejos de coordinación formados por el polisacárido carboximetil-celulosa (CMC) y el surfactante catiónico bromuro de cetiltrimetil-amonio (CTAB). La síntesis de los HNM se logró mediante una ruta novedosa y de un solo paso, que involucró la hidrólisis de sales inorgánicas de metales de transición MCl2-4H2O [M = Fe(II), Co(II) o Mn(II)] y FeCl3-6H2O en medios acuosos en presencia de la CMC y el CTAB. Los HNM se caracterizaron por microscopia electrónica de transmisión (TEM, por sus siglas en inglés), usando técnicas de imagen en campo claro, contraste en Z y difracción de electrones; por espectroscopia de infrarrojo (FTIR); y medición de propiedades magnéticas estáticas. Los resultados obtenidos de la caracterización de los HNM desarrollados indican que la morfología y tamaño de los templetes CMC/CTAB, la distribución de tamaño de partícula de las SMON, y la densidad de su arreglo en los templetes pueden ajustarse a partir del control de la relación en peso CTAB:SMON usada en la síntesis; así como también del tiempo de hidratación de la CMC. El control de las características de los HNM como función de estos parámetros se encuentra relacionada a la competencia de las SMON y las moléculas de CTAB por ocupar sitios intermoleculares cercanos a grupo carboximetilos (RCH2OCOO-) de la CMC. Además, se obtuvo que las propiedades magnéticas de los HNM son altamente dependientes del grado de confinamiento o densidad del arreglo de las SMON en los templetes. Esto sugiere que las propiedades magnéticas de los HNM pueden modularse a partir del control en el tamaño y morfología de los templetes, del tamaño de las SMON y la cantidad de éstas en los templetes. Estos resultados indican que fue posible el desarrollo de materiales híbridos nanoestructurados basados en nanopartículas de óxidos metálicos tipo espinela estabilizadas en templetes de complejos de coordinación CMC/CTAB, como conocimiento básico para la obtención de nuevos materiales con características magnéticas modulables. Más aún, estos resultados corroboran la hipótesis que sustenta este trabajo de investigación, por lo que se concluye que a partir de una reacción de hidrólisis de sales inorgánicas de metales de transición MCl2-4H2O [M = Fe(II), Co(II) o Mn(II)] y FeCl3-6H2O disueltas en disoluciones acuosas de carboximetil-celulosa (CMC) y bromuro de cetiltrimetil-amonio (CTAB), es posible la síntesis de materiales híbridos nanoestructurados basados en nanopartículas de óxidos metálicos tipo espinela (SMON) estabilizadas en templetes de complejos de coordinación CMC/CTAB, cuyas características magnéticas son modulables.

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