Diseño y construcción de un sistema de medidas magnéticas para nanosistemas en campos de radiofrecuencia

Abstract

En este trabajo de grado en la modalidad de investigación se diseñó y construyó un sistema de medidas magnéticas que permitió determinar la curva de magnetización de un nanosistema compuesto por nanopartículas de óxidos de hierro (IONP) sometido a un campo electromagnético de radiofrecuencia de baja intensidad. La curva de magnetización es una herramienta importante para el estudio de las propiedades magnéticas de los materiales las cuales definen su aplicación en diversos campos de la ingeniería. Con la intención de posicionar cada muestra de manera consistente en el mismo punto espacial del sistema de medida, lo más cercano posible al centro geométrico tanto de la bobina generadora de campo como de la bobina sensora, se diseñó y construyó un sistema electromecánico. Este sistema, controlado por un motor paso a paso que regula el movimiento ascendente y descendente del porta-muestras mediante un tornillo sinfín, garantiza una máxima precisión en su posición gracias a la codificación del motor paso a paso. El porta-muestras se diseñó considerando facilitar el manejo en cada cambio de muestra, asegurando una colocación eficiente en el sistema. La construcción del sistema mecánico se realizó utilizando materiales cuya naturaleza no interfiriera en el campo magnético proporcionado a las nanopartículas. La señal del circuito sensor será medida con un osciloscopio digital y posteriormente será analizada por medio de los programas de Origin y MatLab, para así poder extraer información física de los datos adquiridos. Los resultados obtenidos a partir del análisis de la respuesta magnética de una muestra de nanopartículas magnéticas de óxidos de hierro (Fe3O4) en suspensión acuosa permitieron calcular la energía y la potencia absorbida del campo magnético y así extrapolar estos resultados a campos magnéticos de mayor intensidad, similares a los utilizados en resonancia magnética nuclear o en hipertermia magnética, llegando a la conclusión que este sistema de nanopartículas se puede usar en cualquiera de estas dos aplicaciones.