One step synthesis of magnetic particles covered with casein surfactant

• Autores: Jeaneth Patricia Urquijo Morales, Herley Casanova Yepes, Alvaro Luis Morales Aramburo, Roberto D. Zysler
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 11, Nº. Extra 1 (Edición especial), 2014, págs. 47-59
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Síntese em um passo de partículas magnéticas cobertas com surfactante caseina
  • Síntesis de partículas magnéticas cubiertas con caseinato de sodio
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• Resumen
  • español

    Se usa el método de coprecipitación para obtener nanopartículas magnéticas controlando el pH (10 y 12) y la concentración del caseinato de sodio (CS) (1 % y 3 %(m/m)). CS no se ha utilizado hasta el momento para estabilizar ferrofluidos magnéticos. Las partículas muestran un núcleo de magnetita, una capa de maghemita sobre el mismo, y otra capa exterior de la proteína. La microscopía electrónica de transmisión muestra partículas cristalinas, una distribución de tamaños entre 5-10 nm, y la estructura de espinela. Los resultados Mössbauer a 80 K muestran formas de línea dominadas por efectos de relajación magnética. La interacción de la proteína con la superficie de las nanopartículas es fuerte y muestra varias capas de proteína. El comportamiento magnético se evaluó mediante medidas termomagnéticas y de momento versus campo magnético. Estas revelaron un sistema superparamagnético a 300 K y bloqueado a 5 K. La magnetización de saturación mostró valores menores que en el volumen posiblemete debido a la presencia de la maghemita. Las medidas termomagnéticas confirmaron el superparamagnetismo y mostraron que las muestras obtenidas a pH 12 presentan interacciones fuertes mientras que las de pH 10 muestran interacciones débiles. El crecimiento de las partículas fue dominado por las propiedades superficiales de las partículas.

  • português

    O método de co-precipitação numa etapa utiliza-se para obter nano partículas magnéticas que controlam o pH (10 e 12), e a concentração do surfactante caseína (1 % and 3 %(m/m)). CS não foi usado para estabilizar os ferrofluidos óxidos magnéticos. As nanopartículas magnéticas tem um centro magnético com maghemite em superfície e uma casca de polímero. As imagens de transmissão de eléctron confirmam a cristalinidade, a distribuição das partículas dum tamanho de 5-10 nm, e a estrutura de espinela das nanopartículas. Os resultados de Mössbauer a 80 K mostraram formas de linhas dominadas por efeitos de relaxação magnéticas com sextetos e combinações de sextetos e duplicados. A interações do surfactante com a superfície da nanopartículas são fortes e mostram mínimo dois camadas de surfactante. O comportamento magnético foi avaliado em momentos versus temperatura e medidas de campo magnético. As nanopartículas mostraram comportamento superparamagnético com a temperatura de estudo e bloquearam (irreversível) a 5 K. A saturação da magnetização apresentou valores menores que os valores reportados nos sistema a granel devido à presença duma grande camada de maghemite. A magnetização FC/ZFC vs. Curvas de temperatura confirma o estado superparamagnético das partículas de óxidos de ferro e as fortes interações das amostras pH12 e as fracas interações das amostras pH 10. O crescimento das partículas foi dominado pelas propriedades das superfícies das partículas.

  • English

    The one-step coprecipitation method is used to obtain magnetic nanoparticles controlling the pH (10 and 12), and casein surfactant (CS) concentrations (1 % and 3 % (m/m)). CS has not been used so far for stabilizing magnetic iron oxide ferrofluids. The magnetic nanoparticles have a magnetite core with maghemite in surface, and a shell of polymer. The transmission electron images confirm the crystallinity, particle size distribution in the range of 5-10 nm, and the spinel structure of the nanoparticles. Mössbauer results at 80 K showed line shapes dominated by magnetic relaxation effects with sextets and combinations of sextets and doublets. The interactions of the surfactant with the nanoparticle surface are strong showing at least two surfactant layers. The magnetic behavior was evaluated by moment versus temperature and magnetic field measurements. The nanoparticles showed superparamagnetic behavior at room temperature and blocked (irreversible) behavior at 5 K. The saturation magnetization presented lower values than reported bulk systems due to the presence of a large layer of maghemite. The FC/ZFC magnetization vs. temperature curves confirmed the superparamagnetic nature of the iron oxide particles and the strong interactions for pH 12 samples and weak interactions for pH 10 samples. The particle growth was dominated by the surface properties of the nanoparticles.