Desarrollo de textiles magnéticos mediante la síntesis química in-situ de nanopartículas de magnetita

Abstract

"En el presente trabajo se ha validado la adaptación de la técnica de coprecipitación química para la síntesis de nanopartículas de magnetita para la obtención de fibras y telas magnéticas. La técnica se enfoca en la impregnación del medio textil con los precursores y la subsecuente reducción química en todo el volumen impregnado. La metodología de síntesis fue optimizada y validada en diferentes textiles, específicamente hilos, estambres, así como hilo elástico, así como tela de algodón, tela de poliéster y tela elástica. La caracterización ha sido realizada con microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X y magnetometría de muestra vibrante. Los resultados muestran que los textiles adoptan una coloración café coherente con el color de pigmentos de magnetita. La microscopia electrónica muestra que las nanopartículas crecen ocupando sitios aleatorios sobre la superficie y el volumen del textil. La formación de partículas de magnetita ha sido confirmada con rayos X, donde también se observó la presencia de hematita. Las propiedades magnéticas se analizaron a partir de los ciclos de histéresis medidos a temperatura ambiente. En estos se observa que los textiles magnéticos muestran un comportamiento muy cercano al de un material superparamagnetico ideal, pero con ligeras desviaciones, notablemente una coercividad de unas pocas decenas de Oersterd lo cual puede ser resultado de la dispersión del tamaño de partícula. Sin embargo, de manera general, el material se comporta como un material magnético suave, lo cual abre la posibilidad para su posible aplicación donde se requiera de materiales flexibles, ligeros, deformables que se puedan magnetizar y ser manipulados mediante fuerzas magnéticas atractiva."

"In this work, the chemical coprecipitation method was successfully modified for the insitu synthesys of magnetic nanoparticles onto textile fibers and fabrics. The method focuses on the impregnation of the textile with the precursor solution, allowing it to be absorbed by the textile and followed by the reduction of the nanoparticles. Different textiles were used to validate the method, in particular both fibers and fabrics made of cotton, polyester, and elastic. The textiles have been characterized using electron microscopy, X-ray diffraction, and vibrating sample magentometry. The results show that the textiles adopt a dark brown coloration typical of magnetite based pigments. The scanning electron microscope images show that the magnetic nanoparticles are randomly distributed on the surface of the fibers and that they are most likely forming clusters. The formation of magnetite has also been confirmed by X-ray diffraction, where the presence of hematite in a small proportion has also been observed. The magnetic properties of the textile were analyzed from their histeresys loops measured at room temperature. These loops show that the magnetic textiles present a behavior very close to that of an ideal superparamagnet, but with slight deviations. Most notably, a finite remanence and coercivity, that can result from the particle size dispersion. Nevertheless, and despite these artifacts, the overall behavior of these magnetic textiles is that of a soft magnetic material, which is interesting for applications where light, flexible, deformable materials able to respond to an external applied field are required."