Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima

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1 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima
momento dipolo magnético Paramagnetismo Ferromagnetismo

2 Histerese e Processos de Magnetização
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Histerese e Processos de Magnetização Mr: remanência Magnetização resultante quando o campo é retirado após saturação MS Magnetização de Saturação M H HC: coercividade Campo reverso que reduz a magnetização a zero após saturação

3 Materiais Ferromagnéticos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Materiais Ferromagnéticos Moles ou permeáveis Duros ou ímãs permanentes MR HC (B.H)max Aplicações: Motores, geradores, transformadores… Materiais: aços elétricos (FeC, FeSiC), ligas de Fe - Ni ou Fe - Co, ligas amorfas (CoFeB). Principais aplicações: geradores, motores, dispositivos eletroacústicos (alto-falantes, microfones), etc. M H M H Composição pMs(G) Hc(kOe) (BH)Max(MG.Oe) Fe51Al8Ni14Co24Cu3 12,5 0, ,0 Ba0,6Fe2O3 3,95 2, ,5 SmCo5 9,0 8, Nd2Fe14B 13,0 14,

4 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima
Domínios

5 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima

6 um único domínio - mono domínio alta energia magnetostática
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Balanço Energético um único domínio - mono domínio alta energia magnetostática Divisão em estruturas fechamento do fluxo magnético minimiza energia

7 Influência do Tamanho de Grão
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Influência do Tamanho de Grão Partícula pequena multi-domínio mono-domínio (estado bloqueado) super- paramagnética “ rotação livre” dos momentos devido à desordem térmica Diminuindo D direção fácil 3nm Superparamagneto Momento das partículas rigidamente alinhados Rotação Coerente de 

8 Momento Magnético M=N x 1.64mB 3nm N: 1000 átoms.
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima 3nm Momento Magnético Átomos de Co M=N x 1.64mB N: 1000 átoms. Um único grão (nanomagneto esférico) é um Modomínio feromagnético de N átomos. O grão tem um grande momento magnético que produz um campo magnético (campo magnético de um grande dipolo)

9 Saltos termicamente ativados
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Saltos termicamente ativados  KAV  0 seg tm  < tm  > tm tempo Superparamagnético Tempo da medida (tempo necessário para realizar a medida) Bloqueado Volume crítico Medida magnética padrão: tm= 100s Temperatura bloqueio

10 Fluídos Magnéticos - Ferrofluidos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Fluídos Magnéticos - Ferrofluidos Suspensão de pequenas partículas em meio líquido Partículas com diâmetro nanométrico (~10nm) Partículas “monodomínio” “flutuam” em líquido agitação térmica: MxH – Langevin Comportamento: líquido + superparamagnético diversas aplicações

11 Efeitos do Campo Magnético
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Efeitos do Campo Magnético Ausência de campo distribuição aleatória dos momentos magnéticos Presença de campo alinhamento das partículas ao longo das linhas de campo

12 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima
Magnetoviscosidade limitação da rotação livre das partículas devido ao campo magnético efeito anisotrópico eixo de magnetização em relação ao campo

13 Fluidos Magneto-Reológico
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Fluidos Magneto-Reológico O fluido muda de líquido para sólido com a aplicação de campo magnético Reversível Suspensão automotiva

14 Fluídos Magnéticos - Ferrofluídos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Fluídos Magnéticos - Ferrofluídos

15 Observação de domínios com ferrofluidos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Observação de domínios com ferrofluidos Partículas magnéticas atraídas para a região de maior gradiente de campo (paredes de domínio) Partículas agregadas à regiões onde estão localizadas as paredes de domínio (linhas escuras) Quando o fluído evapora os domínios podem ser observados ao microscópio Separação entre as linhas: correspondem aproximadamente ao tamanho dos momínios Largura das linhas: largura aproximada das paredes Resolução depende da densidade do ferrofluido

16 Fluídos Magnéticos - Ferrofluídos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Fluídos Magnéticos - Ferrofluídos Despoluição Ambiental ferrofluido com base líquida em óleo (PETRÓLEO) polímero esférico poroso impregnado com pequenas partículas magnéticas forma ferrofluido MENOS denso que a água utilização em derramamento acidental de óleo possibilidade de separação magnética posterior reutilização das partículas

17 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima

18 Ferrofluidos Biocompatíveis
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Ferrofluidos Biocompatíveis tratamento localizado - câncer biocompatível

19 Aplicações Biomédicas
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Aplicações Biomédicas

20 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima

21 Liberação Controlada Liberação sistêmica
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Liberação Controlada Alta concentração da droga no local desejado Baixa concentração circulando livremente Liberação sistêmica Alta concentração da droga circulando livremente Baixa concentração no local desejado

22 Massachusetts Institute of Technology
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Micrografia de partículas utilizadas para carregar fármacos até os pulmões                           Nível de fármacos no sangue (a) método tradicional de dosagem (b) método de dosagem controlada R. Langer Massachusetts Institute of Technology

23 Rompimento magnético de microcápsulas contendo fármacos
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Rompimento magnético de microcápsulas contendo fármacos

24 Observação do citoesqueleto celular Determinar:
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Observação do citoesqueleto celular Determinar: Mobilidade celular Estado metabólico

25 Observação de Reações Bioquímicas
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Observação de Reações Bioquímicas Tempo de Relaxação Magnética Partículas livre e partículas ligadas apresentam diferentes tempos de relaxação Reações detectadas através de técnicas de alta resolução com uso de SQUIDs Aplicações in vivo diagnóstico de câncer

26 Marcação de células Pequenas partículas de Fe3O4 (10 nm - micron)
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Marcação de células Pequenas partículas de Fe3O4 (10 nm - micron) Recobertas com proteínas ou outro material. Adição de anticorpos específicos adere à substância que se deseja identificar

27 Nanopartículas: Aplicações Biomédicas
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Nanopartículas: Aplicações Biomédicas Hipertermia: Tratamento de células cancerígenas por aquecimento

28 Ressonância magnética nuclear
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Ressonância magnética nuclear

29 Ressonância magnética nuclear
Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima Ressonância magnética nuclear h

30 Bactéria Magnetostática
Na Natureza Bactéria Magnetostática Quando expostas a um campo magnético movimentam-se de acordo com o campo Em direção ao norte magnético "north-seeking“ (maioria) Em direção ao sul magnético "south seeking".

31 Bactéria Magnetostática
A natureza magnética: pequenas partículas magnéticas (nm) no interior das bactérias Magnetita: Fe3O4 Cadeias de partículas Reagem ao campo como uma bússola Alinhamento paralelo ao campo magnético da Terra.

32 Magnetismo Básico Pequenas partículas Aplicações Próxima