ESTUDIO DE PROPIEDADES MAGNETO-ÓPTICAS DE FERROFLUIDOS

Sanz Felipe, Ángel
Martín Alonso, Juan Carlos (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2020
(Física Aplicada)


Resumen: Los ferrofluidos, o fluidos magnéticos, son suspensiones coloidales de nanopartículas magnéticas inmersas en un fluido portador no magnético. La aplicación de un campo magnético externo sobre estos materiales puede provocar un cambio significativo en sus propiedades físicas, lo que los convierte en sustancias muy interesantes para diversas aplicaciones reológicas, tribológicas o biomédicas. En lo que respecta a este trabajo, la capacidad que estudiaremos en ellos es el control de algunas propiedades ópticas utilizando campos magnéticos de baja intensidad (apenas decenas de gauss).
Las nanopartículas de estos sistemas, con un tamaño típico entre 10 y 150 nm, están recubiertas con agentes estabilizadores para evitar que se agreguen entre sí en ausencia de campo magnético y que el ferrofluido pierda por ello sus propiedades de interés. Cuando son expuestas a un campo magnético homogéneo, las partículas se orientan y se desplazan para formar cadenas en la dirección de las líneas de campo. La aparición de estas estructuras modifica la transmisión de luz a través del fluido, lo que permite la manipulación y control de luz bajo aplicación de tales campos magnéticos, o bien la capacidad de detectar campos magnéticos mediante mediciones ópticas. El pequeño tamaño de las partículas, su alta respuesta magnética y el bajo coste energético que requieren, convierten a los ferrofluidos en un material muy prometedor de cara a su incorporación a dispositivos fotónicos como moduladores, controladores ópticos o sensores de campo magnético.
La complejidad de estos sistemas debida al alto número de parámetros que determinan su respuesta magnética y la consecuente respuesta óptica ofrece un verdadero reto para conseguir un estudio y descripción analítica completa que permita la predicción, control y optimización de su respuesta de cara a tales aplicaciones potenciales. Este trabajo está enfocado al estudio de la respuesta magneto-óptica de ferrofluidos y de su dependencia con los parámetros más relevantes, tanto de las características intrínsecas del coloide como de las condiciones externas que determinan esta respuesta. Para ello presentaremos un conjunto de medidas de transmisión óptica de diferentes ferrofluidos con características dispares para extraer la mayor información posible de todas las dependencias involucradas, y cuyos resultados serán analizados en base a modelos analíticos y numéricos. Con estos resultados, pretendemos entender las diferentes respuestas magneto-ópticas que se pueden obtener en función de las distintas características de cada ferrofluido y de sus condiciones de medida, de cara a tener una descripción lo más completa posible de las tendencias que se observan en todas ellas, y de lo cabe esperar con cualquier otro ferrofluido a partir de los parámetros que lo describen.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: fisica ; fisica de coloides ; dinamica de fluidos magneticos ; propiedades opticas de materiales

Departamento: Física Aplicada

Nota: Presentado: 14 07 2020
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Física Aplicada, 2020

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 Registro creado el 2020-08-06, última modificación el 2020-08-06


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