Contribuição ao estudo da densidade superficial de carga na estabilidade de colóides magnéticos : uma abordagem eletroquímica

Abstract

As variadas e interessantes aplicações a que os colóides magnéticos se destinam estão fortemente relacionadas às propriedades específicas desses materiais, que, por sua vez, decorrem diretamente de um balanço entre o comportamento intrínseco das partículas e as interações entre elas. Dessa forma, evocam-se algumas questões fundamentais no que tange principalmente à discussão dos métodos de elaboração das nanopartículas, o controle da estabilidade coloidal do sistema e o comportamento magnético e magneto-ótico desses materiais. Dentro desse contexto, objetivamos neste trabalho a investigação de fenômenos associados à interface superfície / dispersão no sistema coloidal magnético, que estão relacionados à caracterização de alterações químicas e estruturais no limite da partícula bem como ao processo de geração de carga superficial às nanopartículas. Nesse sentido, propomos o desenvolvimento de um método original de determinação da densidade superficial de carga de EDL-MF a partir de medidas eletroquímicas efetuadas em amostras de fluidos magnéticos baseados em nanopartículas de natureza química diferente e tamanhos variados. Nossos resultados permitiram estabelecermos a especiação dos sítios superficiais em função do pH da dispersão, em que foi possível se caracterizar a pH-dependência da densidade superficial de carga. Ainda, o estudo do comportamento do valor de saturação da densidade superficial de carga com o tamanho das nanopartículas possibilitou se evidenciar efeitos de interface e de tamanho finito em nossas nanopartículas. No que concerne à estabilidade coloidal, destacamos que, como conseqüência das propriedades ácido-base de Brönsted da superfície das partículas, a densidade superficial de carga se trata de um parâmetro de ajuste fino do potencial interpartícula em EDL-MF. Dessa forma, monitorando-se o pH da dispersão caracterizamos três fases distintas: sol, gel tixotrópico e coagulada. Finalmente, utilizamos um potencial DLVO estendido (X-DLVO) para simular o balanço das interações atrativas de van der Waals e dipolar magnética com a repulsiva do tipo eletrostática no sistema, para a compreensão das transições de fase pH-dependentes evidenciadas.