ÁREA: Nanociência e Nanotecnologia
TÍTULO: Preparação de Nanopartículas Magneticas revestidas com ácido Oléico para aplicação Biomédica
AUTORES: FEUSER P.E. (UFSC) ; DE SOUZA, M.N. (UFRJ)
RESUMO: Neste trabalho estudamos um método mais adequado para a preparação de Nanopartículas Magnéticas de Fe3O4 estabilizadas com ácido Oléico, com uma proporção molar de 1:1 de Fe+2 e Fe+3, a temperatura ambiente. O método de preparação foi por co-precipitação em meio aquoso com adição de FeCl3•6H2O, FeSO4•7H2O, água destilada e solução de NH4OH (30%). O tamanho final das nanopartículas foi de 10nn com um pH inicial entre 0-1 e um pH final neutro, sem adição de um Ácido e/ou Hidróxido para regular o pH do material. Para caracterização das Nanopartículas de Fe3O4 com ácido Oléico, utilizamos as técnicas de Difração de Raio-X (DRX), análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FEG-SEM).
PALAVRAS CHAVES: ácido oléico; magnetita; nanomateriais; nanoparticulas magnéticas.
INTRODUÇÃO: Na última década, a síntese de nanopartículas magnéticas tem sido intensamente desenvolvida, não só para seu interesse científico fundamental, mas também para muitas aplicações tecnológica e Biomédicas. Para tais aplicações, o principal desafio das metodologias desenvolvidas para a preparação de NPMs é a obtenção de sistemas dispersos com controle do tamanho, da forma e das propriedades físico-químicas superficiais. Nanopartículas magnéticas de Fe3O4 são utilizadas em Imagem de Ressonância magnética (MRI), que tem aplicações bem conhecidas na área de diagnósticos, como contrataste para MRI; na Liberação de Drogas e em hipertermia, utilizado para queimar longas células cancerosas, muitas vezes em combinação com a quimioterapia, seqüenciamento de DNA, isolamento celular entre outras aplicações
Óxidos de ferro existem em muitas formas na natureza como magnetita (Fe3O4), maguemita (γ-Fe2O3), e hematita (α-Fe2O3), sendo esta provavelmente a mais comum.
A magnetita (Fe3O4) apresenta uma estrutura octaédrica e tetraédrica com os íons de Fe+3 ligados as duas estruturas, desta forma a Fe3O4 apresenta uma forma cristalina de maior qualidade quando comparado a outros óxidos de ferro como, por exemplo, a maguemita que apresenta os íons de Fe+3 apenas na estrutura octaédrica5.
Estudar uma nova rota para a síntese de Nanopartículas Magnéticas (Fe3O4) revestidas com Ácido Oléico utilizando o método de co-precipitação em meio aquoso com controle o pH, da temperatura de precipitação e a velocidade de agitação. Nanopartículas Magnéticas de Fe3O4 revestidas com ácido oléico úteis para diversas aplicações.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a preparação das Nanoparticulas de Fe3O4 foram utilizados como reagentes Sulfato Ferroso (FeSO4•7H2O), Cloreto Férrico (FeCl3•6H2O), Hidróxido de Amônia (NH4OH) e Ácido oléico, todos provenientes da Vetec química, e também utilizou-se Água destilada proveniente do laboratório LMSCP da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Para a Preparação das Nanoparticulas magnéticas utilizamos o método de co-precipitação em meio aquoso com a adição de Sulfato Ferroso e Cloreto Férrico na proporção molar 1:1 e logo em seguida adiciona-se Hidróxido de Amônia
Controlando o pH inicial e final da reação. A Temperatura e a velocidade de agitação também têm que ser controlados na reação. Na segunda etapa utilizamos o Acido Oléico para estabilizar as Nanoparticulas Magnéticas. Depois de estabilizadas lavamos o material para retirar o excesso de Acido Oléico e logo em seguida a amostra é centrifugada.
Para a caracterização do materialforam utilizado a técnica de Difração de Raios-X utilizando um equipamento Rigaku modelo Miniflex, empregando radiação CuKα gerada a 30kV e 15mA. A faixa de 2θ de 5 a 80º e com passo de 0,05º e tempo de contagem 1 segundo. As análises de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FEG-SEM) foram realizadas num microscópio da FEI Company, modelo Quanta 400, com tensão máxima de operação de 30kV e resolução nominal de 1.2 nm. A tensão utilizada foi de 20kV (VER BARRA DE ESCALA) e as imagens foram adquiridas utilizando o detector de elétrons secundários, em alto vácuo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os picos de DRX (Figura 1) indicam a formação de uma estrutura cristalina do tipo epinélio inverso, característica da magnetita (MILLAN et al., 2007). As características dos picos de Fe3O4 são (220), (311), (400), (422), (511) e (440). O diâmetro médio estimado das partículas foi dê13 nm, calculado a partir da largura a meia altura do pico de difração (311), através da equação de Scherrer.
Figura 1.a) DRX da Nanopartículas Magnéticas sem Ácido Oléico b) recobertas com Ácido Oléico
O FEG-SEM (Figura 2) nos mostra a forma esférica e aglomerada da Fe3O4, nos dando também um tamanho estimado de partícula, que ficou na faixa de 10nn.
Figura 2 Nanopartículas de Fe3O4 revestidas com ácido Oléico
Figura 3 FEG-SEM das Nanopartículas Magnéticas sintetizadas por Coprecipitação em meio aquoso na proporção molar 1:1 sem a adição de ácido Oléico.
Quando adicionamos o Sulfato Ferroso e o Cloreto Férrico o pH inicial foi de aproximadamente 1. O pH inicial esta diretamente ligado ao tamanho final das nanopartículas, quanto maior o pH inicial, maior o tamanho das Nanopartículas magnéticas6. Quando adicionamos o Hidróxido de Amônia o pH final mostrou-se neutro. Altas temperaturas tendem a oxidar as amostras, sendo estas muito sensíveis a alta temperatura, por isso utilizamos neste método de co-precipitação em meio aquoso uma temperatura Ambiente, para que tenhamos um material com o mínimo de impurezas, como mostrado no DRX (Fig 1).
A Figura 2 nos mostra as nanopartículas todas aglomeradas com um tamanho médio de 10 nm. A adição do Ácido Oléico previne esta aglomeração, dando estabilidade podendo assim manter um alto grau de saturação da magnetização
CONCLUSÕES: Este estudo mostrou que quando sintetizamos Nanoparticulas Magnéticas a temperatura Ambiente, regulando o pH e a velocidade de agitação podemos ter um material com o mínimo de impurezas e com tamanho de partículas bem definidas. A adição do ácido Oléico é essencial para manter a qualidade do material, com o mínimo de impurezas.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq; LMSCP e NUCAT (COPPE-UFRJ).
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