Transição de fase colunar induzida pelo campo em fluidos magnéticos biocompatíveis : estudo do aging com medidas de magnetotransmissividade

Abstract

A presente tese analisou a variação da transmissão ótica com a aplicação de campo magnético em amostras de fluido magnético biocompatível contendo partículas de magnetita cobertas com tartarato e poliaspartato. As amostras-mãe foram diluídas, dando origem a várias amostras, com frações volumétricas de partículas compreendidas entre 0,17% e 1,52%, que foram medidas em diferentes datas após a preparação (1, 30, 120, 240, e 1460 dias). Foi possível mostrar que, a baixo campo, o comportamento da magnetotransmissividade pode ser descrito pela rotação de cadeias lineares, de modo que o ajuste dos dados permite uma estimativa do tamanho médio dos aglomerados em cada amostra. A análise dos dados indica que amostras mais concentradas e mais antigas tendem a apresentar cadeias maiores. Os resultados evidenciam a existência de um mínimo na transmissividade para determinado campo crítico, cuja origem está relacionada à formação de colunas de cadeias, construídas a partir das cadeias isoladas – é a transição de fase colunar. Notou-se que o campo crítico diminui à medida que a fração volumétrica aumenta e a amostra envelhece. Para se analisar a origem deste fenômeno, foram usados modelos de transição de fase e a teoria de Mie associada a uma cadeia de esferas e a um cilindro infinito. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The field dependence of the optical transmission of tartrate-coated and polyaspartate-coated magnetite-based aqueous colloids was studied. The colloidal stock samples were diluted to prepare a series of samples containing different particle volume fractions ranging from 0.17% up to 1.52% and measured at distinct times after preparation (1, 30, 120, 240, and 1460 days). We show that the magneto-transmissivity behavior is mainly described by the rotation of linear chains, at the low field range, whereas the analysis of the data provided the measurement of the average chain length. Results also reveal that the optical transmissivity has a minimum at a particular critical field, whose origin is related to the onset of columns of chains built from isolated particle chains, i.e. due to a columnar phase transition. We found the critical field reducing as the particle volume fraction increases and as the sample’s aging time increases. To investigate the origin of this phenomenon we used phase condensation models and Mie’s theory applied to a chain of spheres and to an infinite cylinder.