Nanomagnetismo

O nanomagnetismo é uma linha de pesquisa que trata das propriedades magnéticas de objetos que possuem pelo menos uma dimensão na faixa nanoscópica (1 nm = 10⁻⁹ m até 100 nm). Inclui em seu escopo o estudo das propriedades e aplicações do magnetismo de nanopartículas, nanofios, filmes finos e multicamadas. Possui diversas aplicações práticas: separação magnética, gravação magnética, ferrofluidos usados ​​em alto-falantes, além de nanopartículas utilizadas na medicina. No caso das nanopartículas, essas podem ser direcionadas para órgãos e tecidos específicos, com o objetivo de liberação de drogas ou para aplicação de hipertermia magnética.

Nosso grupo se concentra no estudo da síntese e caracterização das propriedades magnéticas, térmicas e estruturais de nanopartículas magnéticas. Essas quando imersas em um fluido (ferrofluido) e sujeitas a um campo magnético externo variável, se tornam úteis para tratamentos térmicos locais. Como exemplo, temos a hipertermia magnética, onde é possível aquecer zonas especiais afetadas por um câncer e matar células indesejadas. 

Cristalografia - Difração de Raios X

O grupo vem atuando bastante na área de difração de Raios X (DRX), onde realizamos a aquisição de dados e a análise estrutural pelo método Rietveld de refinamento. Com a DRX, podemos descobrir as fases cristalinas presentes (posição dos picos), as concentrações de fase (áreas de pico), fases amorfas (background curvado), tamanho de cristalitos (larguras dos picos), obter informações sobre partículas em nanoescala e sobre materiais desordenados. Por se tratar de uma técnica multidisciplinar, o grupo atua realizando diversas colaborações em forma de análises de diversos materiais cristalinos, que incluem materiais aplicados à Biomedicina. Abaixo, um padrão de difração de Raios X obtido no LNLS com o refinamento.

Computação científica

A computação científica é utilizada pelo grupo para otimização da aquisição e análise de dados experimentais. Em geral utilizamos a linguagem de programação Python e interface gráfica PyQt5 ou Dash nas aplicações web.

Um exemplo atual é o software PCrystalX - Web, que é uma aplicação web desenvolvida para ser fácil e rápida para utilização. Com este software é possível analisar um padrão de difração de Raios X mais diretamente.  Sabendo-se o valor da largura a meia altura (FWHM) em função de 2θ para cada pico, é possível estimar o tamanho do cristalito pela equação de Scherrer. Além disso, é possível ainda aplicar o método de Williamson-Hall. PCrystalX - Web é uma versão simplificada do programa PCrystalX Software, que ainda está em desenvolvimento. 

Difração de Nêutrons

Apesar de não termos a disponibilidade da técnica de difração de Nêutrons, como temos a difração de Raios X no Brasil, o fundador do grupo MagNano possui experiência na aquisição de dados (ORNL - EUA e ILL - França) e análise de dados utilizando o refinamento Rietveld da estrutura magnética por difração de Nêutrons.

A difração de Nêutrons permite a descrição magnética completa em função da temperatura de compostos. Pode-se obter com o refinamento dos dados, a estrutura magnética presente e quantificar o momento magnético por íon magnético de cada composto em uma dada temperatura. Abaixo, um padrão com refinamento obtido por difração de Nêutrons no ORNL - EUA e a descrição de estrutura magnética.