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Título: Compósitos superparamagnéticos à base de magnetita e complexo interpolieletrolítico
Autor(es): Brito, Elvis Lopes
Palavras-chave: Magnetita;Quitosana;Poli (4-estireno sulfonato de sódio);Carga superficial;Sorção de fármacos
Data do documento: 10-Ago-2018
Referência: BRITO, Elvis Lopes. Compósitos superparamagnéticos à base de magnetita e complexo interpolieletrolítico . 2018. 82f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: Magnetite nanoparticles are one of the most studied magnetic materials due their extremely low toxicity, superparagnetic behavior at room temperature and low costs, with potential for wide use in medical application as drug release, hyperthermia and magnetic separation. The functionalization of magnetite nanoparticles has been extremely promising in recent decades, since it causes dimensional and chemical modifications on the surface of the particles, taking them to new applications. Chitosan are widely used to improve biocompatibility of magnetic particles, in order to yield particle systems more adequate for application in biomedicine. Chitosan has amino groups in its macromolecular structure, which in acid condition become protonated, resulting in positive NH 3   groups so that it can be used as coating for particles as well as in the preparation of polymer network composites. In this work, magnetic composites were obtained by chemical precipitation between chitosan and poly (sodium 4- styrenessulfonate) in presence of magnetite nanoparticles, which was studied for (SO3 - /NH3 + ) molar ratios of 1.43 and 0.7. in order to compare, Interpolyeletrolyte complexes were prepared with the same proportion and without the presence of magnetite nanoparticles. Composite composition and magnetite microstructure were investigated by termogravimetric analysis (TGA), Fourier transformed Infrared spectroscopy (FTIR), X-ray powder Diffraction (DRX), Transmission electron microscopy (TEM) and zeta potential (  ). Magnetic characterization was performance by Field cooled (FC) and zero Field Cooled (ZFC) magnetization experiments, as well as magnetic hysteresis measured in different temperature. TGA and FTIR confirmed the presence of Chitosan, poly (sodium 4-styrenessulfonate) and magnetite in all composites, furthermore, the thermal event verified in TGA results for magnetic composites agree with IPEC structure. DRX and TEM showed that magnetite had no change their structural features during the preparation of composites, being approximately 12 nm for all samples. Composite surface charge was altered according to (SO3 - /NH3 + ) molar ratio, being positive for the composite with ratio 1.43 and negative for ratio 0.7 ( ). The magnetic characterization shows that both magnetic composites are superparamagnetic in room temperature (25°C).
Resumo: Nanopartículas de magnetita tem sido intensivamente estudadas devido à sua baixa toxicidade, propriedades superparamagnéticas em condições ambientes e baixo custo de produção. Tais características proporcionam uma potencial utilização em aplicações médicas e tecnológicas como liberação de fármaco, hipertermia, separação magnética e tratamento de efluentes. A funcionalização de nanopartículas com magnetita tem se mostrado extremamente promissora nas últimas décadas, uma vez que acarreta modificações dimensionais e químicas na superfície das partículas, tornando-as aptas a novas aplicações. A quitosana é amplamente utilizada para melhorar a biocompatibilidade de partículas magnéticas, a fim de produzir sistemas de partículas mais adequados para aplicação em biomedicina. A quitosana possui grupos amino em sua estrutura macromolecular, os quais em condição ácida tornam-se protonados, resultando em grupos positivos que podem ser usados como revestimento de partículas, bem como na preparação de compósitos de rede polimérica. Neste trabalho, compósitos magnéticos foram obtidos por precipitação química entre quitosana e poli (4- estireno sulfonato de sódio) na presença de nanopartículas de magnetita, o qual foram preparados nas razões molares (SO3 - /NH3 + ) de 1,43 e 0,7. Complexos interpolieletrolíticos (IPEC) foram preparados usando as mesmas razões, sendo estes obtidos em ausência de magnetita a fim de comparação. A composição e a microestrutura dos compósitos foram investigadas por análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de Transmissão (TEM) e potencial zeta (ζ). A caracterização magnética foi realizada através das medidas de magnetização Field cooled (FC) e zero Field Cooled (ZFC), além de histereses magnéticas em diferentes temperaturas. As caracterizações de composição e microestrutura evidenciaram que os compósitos magnéticos são constituídos de magnetita, quitosana e poli (4- estireno sulfonato de sódio), tendo um potencial zeta positivo ou negativo dependente da razão molar utilizada. Além disso, a matriz polimérica apresenta características para formação dos IPEC, o que indica a incorporação da magnetita nos IPEC. As medidas de magnetização confirmaram comportamento superparamagnético dos compósitos em temperatura de 25°C.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25940
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