Compósitos de partículas magnéticas y el elastómero polidimetil-siloxano: propiedades magnéticas y aplicaciones

"En este trabajo se ha propuesto y estudiado el proceso de fabricación de micropartículas compósitas a base del elastómero polidimetil-siloxano (PDMS) y partículas magnéticas nano y microscópicas con el fin de obtener partículas que presenten simultáneamente las propiedades hidrofóbicas del PDMS y una respuesta a campos magnéticos externos. Se han obtenido compósitos que presentan anisotropía tanto de forma como magnética. En particular se muestra que compósitos de PDMS y micro partículas de Níquel polimerizadas bajo la acción de un campo magnético externo resulta en partículas en forma de elipses o gotas, las cuales presentan una anisotropía magnética uniaxial tal que su eje de fácil magnetización yace a lo largo del eje más largo de la partícula. Posteriormente se muestra que la combinación del PDMS con nanopartículas superparamagnéticas de un ferrofluido comercial permite obtener compósitos que pueden ser aplicados para la remoción de aceites en agua por métodos magnéticos. Estos compósitos aprovechan la propiedad oleofílica del PDMS y la susceptibilidad magnética del ferrofluido para obtener un material capaz de separar de manera eficiente aceites del agua y que además pueden ser reutilizados luego de un procedimiento simple de remoción de los aceites de su superficie. Por último, se ha estudiado la respuesta cinética de estas partículas en un medio acuoso cuando se les aplica un campo magnético circular. Se ha mostrado que en función de la forma y las propiedades de anisotropía magnética de las partículas, es posible variar la cinética de éstas, pasando por la rotación y translación rectilínea, hasta la translación no rotatoria y lineal de las partículas.

Shape-anisotropic nickel-PDMS composites with uniaxial magnetic anisotropy obtained by emulsification under magnetic field

"Magnetic microcomposites were fabricated by emulsification of a mixture of polydimethylsiloxane (PDMS) and nickel microparticles. The composites were obtained in a temperature-controlled water-surfactant media with and without the influence of an external magnetic field. The presence of a moderate external magnetic field of 80 G (8 mT) during the polymerization stage leads to the arrangement of nickel microparticles into chains that form the magnetic core of the synthesized composites. The method allows controlling the shape of the composite particles by applying a magnetic field and varying the stirring speed. Three shapes of composite particles, namely spherical, teardrops, and ellipsoidal, were obtained and magnetically characterized. Room temperature hysteresis loops and dM/dH versus H curves in the second-to-third quadrants show that spherical particles are isotropic while non-spherical particles show an induced uniaxial magnetic anisotropy which depends on the shape of the resulting composite particles.