Interações magnéticas entre nanopartículas superparamagnéticas e sua influência sobre o fenômeno da hipertermia - Araújo, João Carlos Rocha de (2023)
O efeito do aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético alternado tem despertado grande interesse na comunidade científica nos últimos anos. Na área biomédica, por exemplo, esse efeito é utilizado na terapia contra o câncer através da hipertermia magnética. No entanto, os fatores que podem influenciar o aquecimento destes materiais ainda não são completamente compreendidos e têm gerado várias discussões sobre o tema, com discrepâncias entre os resultados apresentados na literatura. Embora sistemas superparamagnéticos tenham sido amplamente explorados para aplicações em hipertermia magnética, na maioria dos casos, os efeitos das interações magnéticas entre nanopartículas sobre a eficiência de aquecimento destes materiais são completamente negligenciados. Neste trabalho, propõe-se uma investigação experimental sobre a existência de interações magnéticas entre nanopartículas superparamagnéticas e sua influência sobre a hipertermia magnética. A partir da produção e caracterização estrutural, morfológica, magnética e calorimétrica de nanopartículas de MgFe2O4, γ-Fe2O3, ZnFe2O4 e CuFe2O4 realizou-se uma investigação sistemática das propriedades magnéticas destas amostras e identificaram-se características associadas à existência de interações de troca no sistema. Para este estudo, primeiro foi confirmado que as amostras consistem de nanopartículas de ferritas puras, sem fases secundárias, e com comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. No entanto, verificou-se que a resposta magnética destas amostras não é bem descrita pela conhecida função de Langevin, mesmo levando em consideração a distribuição de tamanho das nanopartículas. A fim de compreender as razões para tal desvio do comportamento não interagente de um sistema superparamagnético, a partir das medidas de magnetização de equílibrio e dinâmica, considerou-se uma abordagem téorica baseada numa aproximação de campo médio de Weiss modificada, a qual foi utilizada para descrever a natureza das interações presentes nas amostras. A partir dos resultados, encontraram-se valores positivos para o parâmetro θ associado ao campo médio, que é diretamente relacionado com as interações dentro do sistema. Este resultado sugere a existência de efeitos magnetizantes devido a interações no sistema, que, segundo a teoria do campo médio de Weiss, são impressões digitais da presença de forças de troca entre as nanopartículas. Além disso, mostrou-se que a susceptibilidade inicial de equilíbrio e o tempo de relaxação são fortemente afetados por tais interações, influenciando diretamente na taxa de perda específica (SLP), parâmetro chave no contexto da hipertermia magnética