Banca de QUALIFICAÇÃO: MAXWELL GOMES DA SILVA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MAXWELL GOMES DA SILVA
DATA : 19/07/2023
HORA: 14:00
LOCAL: Remoto
TÍTULO:

Síntese e caracterização de nanopartículas superparamagnéticas e modelagem matemática do processo de magnetoforese em microcanal.

PALAVRAS-CHAVES:

Nanopartículas magnéticas, coprecipitação reversa, oxidação parcial, decomposição térmica, magnetoforese, fluidodinâmica computacional

PÁGINAS: 140
RESUMO:

Nanopartículas magnéticas de óxido de ferro têm atraído grande interesse dos pesquisadores por causa de seu vasto potencial de aplicação que vai desde gravação magnética, imagem por ressonância magnética (IRM) e administração de medicamentos guiados magneticamente até ferrofluidos, catálise e processos de separação. A magnetita (Fe 3 O 4 ) é uma das fases do óxido de ferro com maior magnetismo, sendo composta por cátions Fe 2+ e Fe 3+ em uma razão molar de 2:1. As nanopartículas de magnetita podem ser sintetizadas por diversos métodos os quais devem ser selecionados de acordo com o tipo de aplicação, uma vez que as condições e os precursores empregados são fatores determinantes para propriedades como morfologia, distribuição de tamanho, composição das fases e magnetização. Neste trabalho, nanopartículas superparamagnéticas de magnetita foram sintetizadas por coprecipitação reversa utilzando íons Fe 2+ e Fe 3+ e por oxidação parcial de íons Fe 2+ . Os precipitados magnéticos foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho, espectroscopia Raman, difração de raios-X, magnetometria de amostra vibrante, espalhamento dinâmico de luz, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica. A estabilidade térmica das partículas em ar foram avaliadas e um estudo da cinética de decomposição térmica foi realizado através da abordagem baseada em modelos. Os resultados mostraram que ambos os métodos produziram nanopartículas com propriedades superparamagnéticas à temperatura ambiente com diâmetros de 10 e 30 nm e magnetizações de saturação de 35 e 64 emu/g. As partículas apresentaram estabilidade térmica muito distintas com relação às etapas de oxidação e mudança de fase. Os parâmetros cinéticos de decomposição térmica foram estimados e o ajuste do modelo cinético apresentou boa correlacão com os dados experimentais (R 2 = 0.988). Um modelo de fluidodinâmica computacional acoplado com um modelo de elementos discretos foi implementado em MATLAB ® utilizando a abordagem Euleriana-Lagrangeana para simular o processo de magnetoforese de nanopartículas magnéticas em um microcanal. A força magnética atuante no sistema foi simulada a partir de um modelo de campo magnético baseado no modelo de cargas. Os dados de magnetização e distribuição de tamanho de partículas obtidos experimentalmente foram utilizados como parâmetros do modelo durante as simulações. Os resultados demonstraram que o modelo é capaz de prever os diversos cenários de mudança de trajetória das partículas de acordo com as mudanças do gradiente de campo magnético no interior do canal. Sendo assim, os resultados obtidos podem ser utilizados para análise de condições e projetos de microdispositivos de separação envolvendo partículas magnéticas.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 3304882 - CARLOS EDUARDO DE ARAÚJO PADILHA
Interno - 1584174 - DOMINGOS FABIANO DE SANTANA SOUZA
Interno - 1547970 - JACKSON ARAUJO DE OLIVEIRA
Externo à Instituição - ANDERSON ALLES DE JESUS - UFMA