Navegando por Autor "Araújo, João Carlos Rocha de"
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Dissertação Influência de tratamentos superficiais em heteroestruturas TiNb2O7/Ni81Fe19(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-04-22) Dantas Neto, João de Medeiros; Corrêa, Márcio Assolin; https://orcid.org/0000-0002-8904-4151; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; https://orcid.org/0000-0002-3882-1571; http://lattes.cnpq.br/5314977327695071; Oliveira, Danniel Ferreira de; Araújo, João Carlos Rocha de; Acchar, WilsonNas últimas décadas, a mudança mundial para fontes de energia limpa tem se intensificado, impulsionada pela necessidade urgente de diminuir as emissões de carbono e a nossa ligação com os combustíveis fósseis. Dentro desse contexto, os sistemas de armazenamento de energia são cruciais, e as baterias de íons de lítio (LIBs) emergem como uma das tecnologias mais promissoras. No entanto, os ânodos convencionais de grafite, amplamente utilizados nessas baterias, enfrentam limitações significativas, o que tem impulsionado a busca por materiais alternativos. O niobato de titânio (TNO) surge como um candidato viável, podendo ser sintetizado de forma relativamente simples por meio de reação em estado sólido entre TiO₂ e Nb₂O₅. Apesar de suas vantagens, o TNO apresenta desafios que precisam ser superados. Uma abordagem promissora é a combinação desse material com ligas de níquel-ferro (NiFe), aliada a técnicas como o tape casting para controle da morfologia e porosidade dos eletrodos. Além disso, tratamentos superficiais podem ser aplicados para reduzir a rugosidade e uniformizar a superfície, facilitando a deposição de materiais ferromagnéticos por magnetron sputtering e melhorando a adesão entre substrato e filme fino. Este trabalho investiga uma heteroestrutura de TNO/NiFe, produzida pela combinação de tape casting e magnetron sputtering, com o objetivo de avaliar seu potencial para aplicações em LIBs. Esses materiais desenvolvidos foram caracterizados quanto às suas propriedades estruturais, morfológicas, elétricas, dielétricas e magnéticas. Os resultados dessas amostras indicaram uma redução na rugosidade da superfície, cerca de 80%, levando a uma diminuição de aproximadamente 90% na resistência elétrica, que teve seu valor reduzido de 4,38 kΩ para 0,27 kΩ após o polimento. As propriedades magnéticas também foram influenciadas, com uma diminuição notável dos campos de saturação e coercitivo, que foi reduzido de 13 Oe para 4 Oe, à medida que o polimento foi intensificado. Os resultados demonstram o sucesso do polimento na melhoria das propriedades elétricas e magnéticas da heteroestrutura. A combinação do tape casting com o polimento se revelou uma abordagem eficaz para a produção de substratos de TNO, com potencial para aplicações em baterias. A integração de componentes de LIBs com camadas ferromagnéticas está alinhada com recentes pesquisas sobre o uso de campos magnéticos na dinâmica iônica, impulsionando o desenvolvimento de tecnologias avançadas de baterias.Tese Interações magnéticas entre nanopartículas superparamagnéticas e sua influência sobre o fenômeno da hipertermia(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-21) Araújo, João Carlos Rocha de; Bohn, Felipe; Medeiros, Suzana Nóbrega de; https://orcid.org/0000-0003-4656-4592; http://lattes.cnpq.br/2148858591663240; https://orcid.org/0000-0002-5907-4106; http://lattes.cnpq.br/9522788035526763; https://orcid.org/0000-0002-5944-1623; http://lattes.cnpq.br/6480202866623346; Candela, Dalber Ruben Sanches; Soares, João Maria; Denardin, Juliano Casagrande; Torres, Marco Antônio Morales; http://lattes.cnpq.br/0091292234916055O 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 magnéticaDissertação Mecanismos de perdas em nanopartículas magnéticas em regime bloqueado e desbloqueado sob ação de um campo magnético oscilante(2018-07-27) Araújo, João Carlos Rocha de; Bohn, Felipe; Medeiros, Suzana Nóbrega de; ; ; ; Ochoa, John Carlos Mantilla; ; Silva, Rodolfo Bezerra da;Dentre os importantes fenômenos observados em sistemas nanoestruturados, o aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético oscilante tem despertado grande interesse na comunidade científica. O emprego de nanopartículas e da hipertermia magnética em, por exemplo, aplicações biomédicas como transporte e liberação de fármacos e terapia contra câncer, tem sido foco de diferentes estudos nos últimos anos. Quando nanopartículas magnéticas estão sob influência de um campo magnético alternado, é observado o aquecimento do material devido a mecanismos físicos como relaxação magnética e perdas por histerese, ambos diretamente relacionados à reversão da magnetização destes sistemas. Neste trabalho, propõem-se investigar os mecanismos de perdas em nanopartículas magnéticas, bem como o comportamento térmico de suspensões de nanopartículas dispersas em água, quando submetidas a um campo magnético oscilante. A partir da produção e caracterização estrutural, morfológica, magnética e calorimétrica de dois conjuntos de amostras com características distintas, tem-se como objetivo principal estudar a influência do tamanho de partículas, composição das partículas, e do comportamento magnético das amostras sobre os mecanismos de perdas em hipertermia magnética. O primeiro conjunto consiste em amostras de ferrita de magnésio (MgF e2O4), submetidas a tratamentos térmicos de 400◦C, 500◦C, 600◦C e 1000◦C, que apresentam partículas com diferentes diâmetros médios. O segundo conjunto é composto por amostras de ferritas de magnésio dopadas com cobalto (Mg1−xCoxF e2O4 com x = 0,0; 0,2; 0,5; 0,8 e 1,0), tratatadas a 1000◦C, possibilitando a avaliação da influência tanto do diâmetro da partícula, quanto da sua composição sobre os mecanismos de perda. Dessa forma, foram obtidas partículas nos regimes bloqueado e desbloqueado e avaliaram-se em detalhe as contribuições de perdas por histerese, relaxação Browniana e relaxação de Néel envolvidas na hipertermia magnética. Especificamente, os resultados experimentais mostraram que as partículas bloqueadas possuem suas perdas associadas principalmente aos mecanismos de perdas por histerese e relaxação de Brown, enquanto que as partículas desbloqueadas têm suas maiores perdas devido ao mecanismo de relaxação de Néel. Os resultados mostraram, também, a dependência desses mecanismos com o campo de anisotropia, sendo este um parâmetro determinante no processo.TCC Técnicas de caracterização magnética(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-07-08) Costa, Adynne Batista da; Gomes, Matheus Gamino; https://orcid.org/0000-0002-0420-7258; http://lattes.cnpq.br/4340646180676517; Silva, Edimilson Félix da; https://orcid.org/0000-0002-5944-1623; http://lattes.cnpq.br/8896961475470345; Araújo, João Carlos Rocha de; https://orcid.org/0000-0003-3841-4578; http://lattes.cnpq.br/6480202866623346Este trabalho apresenta uma revisão teórica das principais técnicas de caracterização magnética de materiais, fundamentais para o desenvolvimento de dispositivos baseados em fenômenos magnéticos, como sensores, memórias e sistemas eletrônicos avançados. São abordadas as técnicas VSM (Vibrating Sample Magnetometer), MFM (Microscopia de Força Magnética), MOKE (Efeito Magneto-Óptico de Kerr), SQUID (Superconducting Quantum Interference Device), FMR (Ressonância Ferromagnética) e AGFM (Magnetometria por Força de Gradiente Alternado), com ênfase nos princípios físicos, aspectos instrumentais, vantagens, limitações e aplicações. As técnicas de VSM e FMR são discutidas com maior profundidade, destacando sua relevância prática na análise de filmes finos magnéticos. A proposta é oferecer uma visão comparativa e estruturada dessas metodologias, auxiliando estudantes e pesquisadores na escolha da abordagem mais adequada às suas investigações, e contribuindo para o avanço nas áreas do magnetismo e da ciência de materiais.