Fases magnéticas em compostos Er'Co IND. x''Mn IND. 1-x''O IND> 3+ou - δ'

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Níquel (II) e moléculas orgânicas multidentadas como building blocks na construção de sólidos de coordenação porosos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Processamento e propriedades magnéticas de manganitas multiferróicas = Mise en forme et propriétés magnétiques de manganites multiferróïques

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Síntese e caracterização de filmes finos de ferrita de bismuto dopados com cálcio visando aplicação em memórias de múltiplos estados

The increasing demand for electro-electronic devices, with high performance and multi-functional and the rapid advances of the nanotechnology require the development of new methods and techniques for the production and characterization of nanostructure materials and phenomenological models to describe/to predict some of its properties. The demand for multifunctionality requires, at least, new materials, that can integrate ferroelectric and magnetic properties of high technological interest. Inside of this context, multiferroics material can be considered suitable to integrate two or more physical properties of high technological interest. It can also provides new challenges in the processes of synthesis of new materials, and development of new devices with controlling and simulation of its physical properties and modeling. For this Calcium (Ca)-doped bismuth ferrite (BiFeO3) thin films prepared by using the polymeric precursor method (PPM) were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM), transmission electron microscopy (TEM), polarization and piezoelectric measurements.In order to study the behavior and determine which are the most important parameters to achieve the optimal property to be applied to a multiferroic materials

Biocellulose-based flexible magnetic paper

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Electrodeposition of catalytic and magnetic gold nanoparticles on dendrimer-carbon nanotube layer-by-layer films

Magnetic and catalytic gold nanoparticles were electrodeposited through potential pulse on dendrimer-carbon nanotube layer-by-layer (LbL) films. A plasmon absorption band at about 550 nm revealed the presence of nanoscale gold in the film. The location of the Au nanoparticles in the film was clearly observed by selecting the magnetic force microscopy mode. To our knowledge, this is the first report on the electrochemical synthesis of magnetic Au nanoparticles. In addition to the magnetic properties, the Au nanoparticles also exhibited high catalytic activity towards ethanol and glycerol oxidation in alkaline medium.

Synthesis, characterisation, luminescence and defect centres in solution combustion synthesised CaZrO3:Tb3+ phosphor

Tb3+ doped CaZrO3 has been prepared by an easy solution combustion synthesis method. The combustion derived powder was investigated by X-ray diffraction, Fourier-transform infrared spectrometry and scanning electron microscopy techniques. A room temperature photoluminescence study showed that the phosphors can be efficiently excited by 251 nm light with a weak emission in the blue and orange region and a strong emission in green light region. CaZrO3:Tb3+ exhibits three thermoluminescence (TL) glow peaks at 126 degrees C, 200 degrees C and 480 degrees C. Electron Spin Resonance (ESR) studies were carried out to study the defect centres induced in the phosphor by gamma irradiation and also to identify the centres responsible for the TL peaks. The room temperature ESR spectrum of irradiated phosphor appears to be a superposition of two distinct centres. One of the centres (centre I) with principal g-value 2.0233 is identified as an O- ion. Centre II with an axial symmetric g-tensor with principal values g(parallel to) = 1.9986 and g(perpendicular to) = 2.0023 is assigned to an F+ centre (singly ionised oxygen vacancy). An additional defect centre is observed during thermal annealing experiments and this centre (assigned to F+ centre) seems to originate from an F centre (oxygen vacancy with two electrons). The F centre and also the F+ centre appear to correlate with the observed high temperature TL peak in CaZrO3:Tb3+ phosphor. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Design of multifunctional magnetic nanomaterials for biomedical applications

Diese Arbeit ist ein Beitrag zu den schnell wachsenden Forschungsgebieten der Nano-Biotechnologie und Nanomedizin. Sie behandelt die spezifische Gestaltung magnetischer Nanomaterialien für verschiedene biomedizinische Anwendungsgebiete, wie beispielsweise Kontrastmittel für die magnetische Resonanztomographie (MRT) oder "theragnostische" Agenzien für simultane optische/MR Detektion und Behandlung mittels photodynamischer Therapie (PDT).rnEine Vielzahl magnetischer Nanopartikel (NP) mit unterschiedlichsten magnetischen Eigenschaften wurden im Rahmen dieser Arbeit synthetisiert und erschöpfend charakterisiert. Darüber hinaus wurde eine ganze Reihe von Oberflächenmodifizierungsstrategien entwickelt, um sowohl die kolloidale als auch die chemische Stabilität der Partikel zu verbessern, und dadurch den hohen Anforderungen der in vitro und in vivo Applikation gerecht zu werden. Diese Strategien beinhalteten nicht nur die Verwendung bi-funktionaler und multifunktioneller Polymerliganden, sondern auch die Kondensation geeigneter Silanverbindungen, um eine robuste, chemisch inerte und hydrophile Siliziumdioxid- (SiO2) Schale um die magnetischen NP auszubilden.rnGenauer gesagt, der Bildungsmechanismus und die magnetischen Eigenschaften monodisperser MnO NPs wurden ausgiebig untersucht. Aufgrund ihres einzigartigen magnetischen Verhaltens eignen sich diese NPs besonders als (positive) Kontrastmittel zur Verkürzung der longitudinalen Relaxationszeit T1, was zu einer Aufhellung im entsprechenden MRT-Bild führt. Tatsächlich wurde dieses kontrastverbessernde Potential in mehreren Studien mit unterschiedlichen Oberflächenliganden bestätigt. Au@MnO „Nanoblumen“, auf der anderen Seite, sind Vertreter einer weiteren Klasse von Nanomaterialien, die in den vergangenen Jahren erhebliches Interesse in der wissenschaftlichen Welt geweckt hat und oft „Nano-hetero-Materialien“ genannt wird. Solche Nano-hetero-partikel vereinen die individuellen physikalischen und chemischen Eigenschaften der jeweiligen Komponenten in einem nanopartikulärem System und erhöhen dadurch die Vielseitigkeit der möglichen Anwendungen. Sowohl die magnetischen Merkmale von MnO, als auch die optischen Eigenschaften von Au bieten die Möglichkeit, diese „Nanoblumen“ für die kombinierte MRT und optische Bildgebung zu verwenden. Darüber hinaus erlaubt das Vorliegen zweier chemisch unterschiedlicher Oberflächen die gleichzeitige selektive Anbindung von Katecholliganden (auf MnO) und Thiolliganden (auf Au). Außerdem wurde das therapeutische Potential von magnetischen NPs anhand von MnO NPs demonstriert, die mit dem Photosensibilisator Protoporhyrin IX (PP) funktionalisiert waren. Bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht initiiert PP die Produktion von zytotoxisch-reaktivem Sauerstoff. Wir zeigen, dass Nierenkrebszellen, die mit PP-funktionalisierten MnO NPs inkubiert wurden nach Bestrahlung mit Laserlicht verenden, während sie ohne Bestrahlung unverändert bleiben. In einem ähnlichen Experiment untersuchten wir die Eigenschaften von SiO2 beschichteten MnO NPs. Dafür wurde eigens eine neuartige SiO2-Beschichtungsmethode entwickelt, die einer nachfolgende weitere Anbindung verschiedenster Liganden und die Einlagerung von Fluoreszenzfarbstoffen durch herkömmliche Silan- Sol-Gel Chemie erlaubt. Die Partikel zeigten eine ausgezeichnete Stabilität in einer ganzen Reihe wässriger Lösungen, darunter auch physiologische Kochsalzlösung, Pufferlösungen und humanes Blutserum, und waren weniger anfällig gegenüber Mn-Ionenauswaschung als einfache PEGylierte MnO NPs. Des Weiteren konnte bewiesen werden, dass die dünne SiO2 Schicht nur einen geringen Einfluss auf das magnetische Verhalten der NPs hatte, so dass sie weiterhin als T1-Kontrastmittel verwendet werden können. Schließlich konnten zusätzlich FePt@MnO NPs hergestellt werden, welche die individuellen magnetischen Merkmale eines ferromagnetischen (FePt) und eines antiferromagnetischen (MnO) Materials vereinen. Wir zeigen, dass wir die jeweiligen Partikelgrößen, und damit das resultierende magnetische Verhalten, durch Veränderung der experimentellen Parameter variieren können. Die magnetische Wechselwirkung zwischen beiden Materialien kann dabei auf Spinkommunikation an der Grenzfläche zwischen beiden NP-Sorten zurückgeführt werden.rn

Modellkomplexe zur Sauerstoffaktivierung auf Basis des 1,3,4-Thiadiazols

Das Ziel der vorliegenden Arbeit waren die Synthese und Untersuchung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung auf der Basis neuer Ligandensysteme des 1,3,4-Thiadiazols unter Ausarbeitung einer Synthesestrategie zur Derivatisierung der heteroaromatischen 1,3,4-Thiadiazol-Liganden, deren Koordinationsverhalten in Abhängigkeit ihres 2,5-Substitutionsmusters untersucht wurde, sowie die fortführende Bearbeitung bereits bekannter Ligandensysteme zur Erzeugung von homo- und heterovalenten Übergangsmetallkomplexverbindungen.rnDie unter der Verwendung der modifizierten Liganden TPDE, H1TPDP und H1BPMP resultierenden dinuklearen Komplexverbindungen zeigen unterschiedlich starke antiferromagnetische Wechselwirkungen in Abhängigkeit der vorhandenen Brückenliganden. In der Verbindung [Fe6O2(OH)(L´)2(OOCMe3)9(OEt)2] trat eine Fragmentierung des Liganden H1TPDP auf. Das cisoide Ligandensubstitutionsmuster der entstandenen sechskernigen Verbindung ist verantwortlich für die interessanten magnetischen Eigenschaften des Komplexes. rnNeue Perspektiven zur Erzeugung von Modellverbindungen zur Sauerstoffaktivierung wurden mit dem Mono-Chelatliganden H1ETHP und den Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP aufgezeigt. Die Umsetzung von H1ETHP mit verschiedenen Übergangsmetallsalzen resultierte für die Metalle Cr(III), Fe(III), Co(III) und Ni(II) in mononuklearen Verbindungen des Typs [M(ETHP)2]X (X = ClO4, FeCl4, OMe, Cl, Br) sowie in zwei tetranuklearen Verbindungen mit Mn(II) und Cu(II). [Mn4(ETHP)6] besitzt ein propellerförmiges, planares [Mn4O6]2+-System mit einen Spingrundzustand von S = 5. In allen Verbindungen von H1ETHP konnte eine mono-κN-Koordination des 1,3,4-Thiadiazol-Rückgrates über eines seiner beiden endozyklischen Stickstoffdonoratome beobachtet werden. rnAus Umsetzungen der Bis-Chelatliganden wurden fast ausschließlich polynukleare Übergangsmetallkomplexe erhalten. Insbesondere der Ligand H2L2H zeigt eine ausgeprägte Tendenz zur Ausbildung trinuklearer, linearer Komplexe, welche auf Grund ihrer ungeraden Anzahl von Übergangsmetallionen einen Spingrundzustand S ≠ 0 aufweisen.rn Die mit dem Liganden HL2H erhaltenen Verbindungen unterstreichen die hohe Flexibilität dieser Systeme hinsichtlich der Erzeugung polynuklearer und heterovalenter Komplexverbindungen. So konnten in Abhängigkeit vom verwendeten Übergangsmetallsalz trinukleare, pentanukleare, aber auch hepta- und oktanukleare Verbindungen synthetisiert werden. Insbesondere die Komplexe des Mangans und des Cobalts zeigen ein heterovalentes [MnIIMnIII4]- bzw. [CoII2CoIII3]-Motiv, was sich in Spingrundzuständen von S ≠ 0 äußert. Der diamagnetische, achtkernige Fe8-Cluster besitzt eine pseudo C3-symmetrische Anordnung der Metall-Zentren, während für die heptanukleare Cu7-Kette durch ihre stark unterschiedlichen Kupfer-Koordinationsgeometrien interessante magnetische Austauschwechselwirkungen beobachtet werden konnten. Der dreikernige µ3-oxo-verbrückte Komplex des Liganden H2BATP zeigt als interessante strukturelle Eigenschaft ein ein µ3-Verbrückungsmuster des eingesetzten Sulfat-Anions. rnIn allen Komplexen der Bis-Chelatliganden HL2H, H2L2H und H2BATP konnte ein µ2-κN,κN-Koordiantionsmodus des 1,3,4-Thiadiazols und somit eine Abhängigkeit der Verbrückung vom Ligandensubstitutionsmuster beobachtet werden.rn

Some Preliminary Investiagtions of the Magnetic Permeabilities of Alloys of the Ferromagnetic Metals

The problem presented for this thesis was an investigation of the magnetic properties of the alloys produced by the methods of powder metallurgy. The question behind this was the correlation of the magnetic properties with the bonding properties and with the diffusion of the constituents.

A new 1D bimetallic thiocyanate-bridged copper(II)–cobalt(II) compound

The crystal structure of the first one-dimensional hetero-metallic compound containing thiocyanate as bridging ligands,{[Cu(cyclam)][Co(NCS)4]}n, has been determined, togetherwith a preliminary study of the magnetic properties.

Supramolecular Organization of Dye Molecules in Zeolite L Channels: Synthesis, Properties, and Composite Materials

Sequential insertion of different dyes into the 1D channels of zeolite L (ZL) leads to supramolecular sandwich structures and allows the formation of sophisticated antenna composites for light harvesting, transport, and trapping. The synthesis and properties of dye molecules, host materials, composites, and composites embedded in polymer matrices, including two- and three-color antenna systems, are described. Perylene diimide (PDI) dyes are an important class of chromophores and are of great interest for the synthesis of artificial antenna systems. They are especially well suited to advancing our understanding of the structure–transport relationship in ZL because their core fits tightly through the 12-ring channel opening. The substituents at both ends of the PDIs can be varied to a large extent without influencing their electronic absorption and fluorescence spectra. The intercalation/insertion of 17 PDIs, 2 terrylenes, and 1 quaterrylene into ZL are compared and their interactions with the inner surface of the ZL nanochannels discussed. ZL crystals of about 500 nm in size have been used because they meet the criteria that must be respected for the preparation of antenna composites for light harvesting, transport, and trapping. The photostability of dyes is considerably improved by inserting them into the ZL channels because the guests are protected by being confined. Plugging the channel entrances, so that the guests cannot escape into the environment is a prerequisite for achieving long-term stability of composites embedded in an organic matrix. Successful methods to achieve this goal are described. Finally, the embedding of dye–ZL composites in polymer matrices, while maintaining optical transparency, is reported. These results facilitate the rational design of advanced dye–zeolite composite materials and provide powerful tools for further developing and understanding artificial antenna systems, which are among the most fascinating subjects of current photochemistry and photophysics.

Analysis of biogenic magnetite nanoparticles

Cobalt doped magnetite (CoxFe3-xO4) nanoparticles have been produced through the microbial reduction of cobalt-iron oxyhydroxide by the bacterium Geobacter sulfurreducens. The materials produced, as measured by SQUID, x-ray magnetic circular dichroism, Mössbauer spectroscopy, etc., show dramatic increases in coercivity with increasing cobalt content without a major decrease in overall saturation magnetization. Structural and magnetization analyses reveal a reduction in particle size to <4 nm at the highest Co content, combined with an increase in the effective anisotropy of the magnetic nanoparticles. The potential use of these biogenic nanoparticles in aqueous suspensions for magnetic hyperthermia applications is demonstrated. Further analysis of the distribution of cations within the ferrite spinel indicates that the cobalt is predominantly incorporated in octahedral coordination, achieved by the substitution of Fe2+ site with Co2+, with up to 17 per cent Co substituted into tetrahedral sites.

Magnetic stratigraphy of ODP Leg 133 sites

This study is a synthesis of paleomagnetic and mineral magnetic results for Sites 819 through 823 of Ocean Drilling Program (ODP) Leg 133, which lie on a transect from the outer edge of the Great Barrier Reef (GBR) down the continental slope to the bottom of the Queensland Trough. Because of viscous remagnetization and pervasive overprinting, few reversal boundaries can be identified in these extremely high-resolution Quaternary sequences. Some of the magnetic instability, and the differences in the quality of the paleomagnetic signal among sites, can be explained in terms of the dissolution of primary iron oxides in the high near-surface geochemical gradients. Well-defined changes in magnetic properties, notably susceptibility, reflect responses to glacio-eustatic sea-level fluctuations and changes in slope sedimentation processes resulting from formation of the GBR. Susceptibility can be used to correlate between adjacent holes at a given site to an accuracy of about 20 cm. Among-site correlation of susceptibility is also possible for certain parts of the sequences and permits (tentative) extension of the reversal chronology. The reversal boundaries that can be identified are generally compatible with the calcareous nannofossil biostratigraphy and demonstrate a high level of biostratigraphic consistency among sites. A revised chronology based on an optimum match with the susceptibility stratigraphy is presented. Throughout most of the sequences there is a strong inverse correlation both between magnetic susceptibility and calcium carbonate content, and between susceptibility and d18O. In the upper, post-GBR, sections a more complicated type of magnetic response occurs during glacial maxima and subsequent transgressions, resulting in a positive correlation between susceptibility and d18O. Prior to and during formation of the outer-reef barrier, the sediments have relatively uniform magnetic properties showing multidomain behavior and displaying cyclic variations in susceptibility related to sea-level change. The susceptibility oscillations are controlled more by carbonate dilution than by variation in terrigenous influx. Establishment of the outer reef between 1.01 and 0.76 Ma restricted the supply of sediment to the slope, causing a four-fold reduction in sedimentation rates and a transition from prograding to aggrading seismic geometries (see other chapters in this volume). The Brunhes/Matuyama boundary and the end of the transition period mark a change to lower and more subdued susceptibility oscillations with higher carbonate contents. The major change in magnetic properties comes at about 0.4 Ma in the aggrading sequence, which contains prominent sharp susceptibility peaks associated with glacial cycles, with distinctive single-domain magnetite and mixed single-domain/superparamagnetic characteristics. Bacterial magnetite has been found in the sediments, particularly where there are high susceptibility peaks, but its importance has not yet been assessed. A possible explanation for the characteristic pattern of magnetic properties in the post-GBR glacial cycles can be found in terms of fluvio-deltaic processes and inter-reefal lagoonal reservoirs that develop when the shelf becomes exposed at low sea-level.