Nanoestructuras multifuncionales de Fe-Au y Fe-Pt

La síntesis de nanoestructuras (NSs) magnéticas multifuncionales con un grado de dispersión controlado es actualmente uno de los hitos más atractivos dentro de la investigación en nanotecnología especialmente por sus potenciales aplicaciones en campos como la grabación magnética de datos, la catálisis o la biotecnología.En esta tesis nos hemos centrado en el estudio de NSs basadas en Fe y su interacción con los metales nobles Au y Pt. Estas NSs, en las que se combinan las propiedades de dos o más metales/óxidos, muestran unas propiedades ópticas, catalíticas y magnéticas mejoradas con respecto a los materiales formados por un solo elemento. En este sentido, los materiales basados en Fe-FeOx - Au-Pt son excelentes candidatos para múltiples aplicaciones debido a su alta Ms, su elevada biocompatibilidad y estabilidad química y su capacidad para absorber/emitir radiación en un amplio rango del UV-Vis-NIR.Las síntesis de NSs de Au-Fe3O4, FePt y FeOx-Pt fueron llevadas a cabo en este trabajo mediante la descomposición térmica de precursor orgánico de hierro y reducción de sales de oro y de platino en medio disolvente y en presencia de agentes surfactantes mientras que la técnica de condensación en gas inerte permitió obtener NPs de AuFe aleado.Por medio de la variación de los parámetros de la reacción se han obtenido diversos sistemas de NPs bimetálicas Fe3O4-Au con estructuras tipo mancuerna, flor y núcleo-corteza con distintos tamaños (4-15 nm) y composiciones. La disposición de las NPs de Fe3O4 dentro del sistema híbrido ha permitido variar, de manera controlada, tanto la intensidad como la posición del pico de resonancia de plasmón de superficie desde 525 nm (Au puro) hasta aproximadamente 600 nm. Por otra parte, se ha observado que la interacción de las NPs de Au y de Fe3O4 provoca en la intercara la formación de una capa de espines desordenada con un comportamiento tipo vidrio de espín que es la responsable junto con las interacciones entre NPs de un aumento de los valores del campo coercitivo, de la temperatura de bloqueo y de la anisotropía magnética con respecto a los que presentan las NPs de Fe3O4 puro.Además, se han preparado NPs aleadas de AuFe mediante la técnica de condensación en gas inerte. Mediante diversas técnicas de microscopia electrónica de transmisión (HRTEM-EDX, STEM-EDX, STEM-EELS) se ha comprobado que las NPs de AuFe presentan una estructura icosaédrica con un tamaño de 11,2 nm y que estas se encuentran rodeadas por una capa de FeO amorfo de 1 nm de espesor. A pesar de que el Fe y el Au son materiales inmiscibles, se ha comprobado que estos se encuentran homogéneamente distribuidos a lo largo del núcleo cuya composición local adquiere valores entorno a Au84Fe16 (at. por ciento). Dichos núcleos presentan un comportamiento tipo vidrio de espín con una temperatura de congelación de 35 K mientras que la corteza de óxido que los rodea se comporta como un sistema ferro-ferrimagnético. Se ha comprobado que tras calentar el sistema por encima de 300 oC, la fase aleada del núcleo se separa en sus constituyentes elementales demostrando la metaestabilidad del sistema.Por otra parte, mediante la inyección en caliente de precursores organometálicos se han logrado obtener clusters de entorno a 20-60 nm formados a partir de la aglomeración controlada de NPs de 3-6 nm de FePt. Estos sistemas ricos en platino presentan un comportamiento SPM a RT mientras que por debajo de su temperatura de bloqueo, 5-18 K, son ferromagnéticos cuyos valores del campo coercitivo oscilan entre 500-1000 Oe. La variación de los surfactantes ácido oleico/oleilamina empleados en la reacción han permitido obtener diversas NSs tales como CNCs de FePt con diferentes tamaños y grado de dispersión, CNCs de FePt@FeOx con estructura tipo núcleo-corteza y NPs bimetálicas de FePt-FeOx. Finalmente, estudios llevados a cabo muestran el potencial de estos sistemas para ser empleados como imanes permanentes, en aplicaciones biomédicas o en catálisis