Banca de DEFESA: CARLOS AUGUSTO DE MORAES IGLESIAS

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : CARLOS AUGUSTO DE MORAES IGLESIAS
DATA : 24/06/2022
HORA: 08:30
LOCAL: Google Meet
TÍTULO:

Teoria de Resposta Linear em nanopartículas magnéticas: Uma investigação sobre a existência de desigualdades fundamentais em processos magnéticos

PALAVRAS-CHAVES:

Nanopartículas, susceptibilidade magnética, nanomagnetismo, hipertermia magnética, superparamagnetismo.

PÁGINAS: 106
RESUMO:

O estudo de materiais nanoestruturados, mais especificamente, sistemas de nanopartículas magnéticas, se trata de um dos temas que desafiam a comunidade científica mundial. Tais sistemas, além de poderem apresentar propriedades muito interessantes do ponto da vista da Física básica, como por exemplo, superparamagnetismo, superferromagnetismo e super vidro de spin, despertam grande interesse multidisciplinar devido ao seu imenso potencial em aplicações nanotecnológicas e biotecnológicas. Em particular, aplicações biomédicas como terapias por hipertermia magnética, exigem a utilização de nanopartículas de dimensões drasticamente reduzidas sob ação de campos magnéticos alternados de baixas amplitudes. Neste contexto, a chamada Teoria de Resposta Linear ganha enorme relevância, uma vez que esta teoria se apresenta como uma excelente alternativa para a descrição de processos no regime de baixos campos. Além disso, parâmetros fundamentais de sistemas magnéticos que são de extrema importância para a maximização da eficiência de nanopartículas em aplicações médicas e tecnológicas, como é o caso da susceptibilidade magnética, são obtidos dentro dos limites de validade desta teoria. Desta forma, nesta tese investigamos a existência de limites e desigualdade fundamentais em processos magnéticos nos quais sistemas de nanopartículas estejam sob ação de campos magnéticos de baixas amplitudes, isto é, em processos nos quais a Teoria de Resposta Linear se mostre válida. Primeiramente, considerando processos magnéticos no equilíbrio termodinâmico, encontramos desigualdades associadas à susceptibilidade magnética de equilíbrio, magnetização de saturação e constante efetiva de anisotropia em sistemas de nanopartículas magnéticas bloqueadas. Por meio de uma avaliação experimental, utilizando-se de uma amostra de nanopartículas de hexaferrita de bário (BaFe12O19), verificamos que tais desigualdades, de fato, não são violadas. Ainda no contexto de processos no equilíbrio, mostramos que a desigualdade encontrada para a susceptibilidade em nanopartículas bloqueadas deve ser válida, também, para sistemas superparamagnéticos não interagentes. Por meio da avaliação dos resultados experimentais obtidos em sistemas superparamagnéticos de magnetita (Fe3O4), ferrita da magnésio (MgFe2O4) e ferrita de zinco (ZnFe2O4), verificamos que tal desigualdade é violada em todos os casos, fato que acreditamos se tratar de uma assinatura da existência de correlações mediadas por forças de troca entre as nanopartículas

dentro dos sistemas. A seguir, considerando processos dinâmicos, obtemos também desigualdades associadas às componentes real e imaginária da susceptibilidade dinâmica além do limite de potência que pode ser gerada por meio da interação de campos magnéticos alternados com sistemas de nanopartículas superparamagnéticas não interagentes. De forma a avaliarmos a validade de nossa abordagem teórica, também, para processos magnetodinâmicos, realizamos procedimentos calorimétricos por efeito de campo magnético alternado utilizando as mesmas amostras superparamagnéticas consideradas nos processos no equilíbrio e verificamos a concordância dos resultados experimentais com nossas expectativas teóricas. Em suma, nesta tese demonstramos, de forma inequívoca, a existência de desigualdades fundamentais que limitam o comportamento de sistemas de nanopartículas não interagentes magneticamente bloqueadas e superparamagnéticas além das implicações de suas violações. Tais resultados se apresentam como promissoras ferramentas para a maximização da eficiência de nanopartículas magnéticas em aplicações biotecnológicas e biomédicas uma vez que elucidam os reais impactos de efeitos que ainda são pouco entendidos na literatura, como é o caso do efeito das interações inter-partículas em processos magnéticos.

MEMBROS DA BANCA:
Interno - 1060742 - EDIMILSON FÉLIX DA SILVA
Presidente - 1508681 - FELIPE BOHN
Externo à Instituição - FERNANDO LUIS DE ARAUJO MACHADO - UFPE
Externo à Instituição - JOAO PAULO SINNECKER - CBPF
Interno - 1474380 - MARCIO ASSOLIN CORREA
Externo à Instituição - RUBEM LUÍS SOMMER - CBPF
Interna - 1675199 - SUZANA NOBREGA DE MEDEIROS