Nanopartículas de aleaciones metálicas embebidas en matrices de carbono : síntesis química, propiedades magnéticas y su aplicación dieléctrica en el diseño de sistemas atenuantes de radiación de microondas

Abstract

Desde hace décadas, las nanopartículas han constituido un pilar fundamental en las investigaciones más recientes de la nanociencia debido a las peculiares propiedades físicas y químicas que presentan en la escala nanométrica. En este contexto, se han realizado numerosos esfuerzos con el fin de desarrollar métodos de síntesis reproducibles y con un alto grado de control en el tamaño, la morfología y la funcionalización de las nanopartículas, adaptándolas a aplicaciones específicas en los campos de la biomedicina, depuración de aguas, catálisis, magnetismo y entre otros. En primer lugar, los trabajos de esta memoria se han centrado en desarrollar y evaluar un método de síntesis química para obtener tanto aleaciones como compuestos metálicos puros en forma de nanopartículas magnéticas. El método, de tipo sol-gel modificado, emplea macromoléculas orgánicas como surfactantes, las cuales tienen altos puntos de descomposición y permiten formar una dispersión coloidal de nanopartículas de óxidos metálicos a temperaturas de síntesis inferiores a 350 − 400º C. La pirólisis de los xerogeles sobre los 450 − 800 ◦C consigue reducir los óxidos y obtener nanopartículas metálicas con un alto grado de pureza, embebidas en una matriz de carbono residual proveniente de los compuestos orgánicos...For decades, nanoparticles have been a fundamental pillar in the most recent nanoscience research due to the unique physical and chemical properties they exhibit at the nanoscale. In this context, numerous efforts have been made to develop reproducible synthesis methods with a high degree of control over the size, morphology, and functionalization of nanoparticles, adapting them to specific applications in fields such as biomedicine, water purification, catalysis, magnetism, and others. Firstly, the work in this thesis has focused on developing and evaluating a chemical synthesis method to obtain both alloys and pure metallic compounds in the form of magnetic nanoparticles. The method, a modified sol-gel type, uses organic macromolecules as surfactants, which have high decomposition points and allow the formation of a colloidal dispersion of metal oxide nanoparticles at synthesis temperatures below 350−400 oC. The pyrolysis of the xerogels at around 450−800 ◦C successfully reduces the oxides, yielding metallic nanoparticles with a high degree of purity, embedded in a residual carbon matrix derived from the organic compounds...