Síntesis y caracterización de nanopartículas de Ferrita de Cobalto por el método de descomposición térmica para la obtención de un ferrofluido en base hidrocarburo.

Abstract

En la actualidad, el desarrollo de ferrofluidos basados en nanopartículas magnéticas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) ha ganado importancia por su estabilidad coloidal y propiedades magnéticas mejoradas, superando a los tradicionales de magnetita (Fe3O4). Estas nanopartículas ofrecen un tamaño uniforme, alta dispersabilidad y una mayor magnetización intrínseca, lo que las hace ideales para aplicaciones exigentes en biomedicina, sellado hermético, amortiguamiento de vibraciones y sistemas de disipación térmica. En este estudio, se obtuvo un ferrofluido con fluido portador orgánico a partir de nanopartículas de CoFe2O4 sintetizadas mediante un protocolo reproducible basado en el método de descomposición térmica. Este ofrece un control morfológico preciso, generando nanopartículas monodispersas de tamaño nanométrico y alta cristalinidad sin necesidad de tratamientos posteriores. La síntesis se realizó en atmósfera inerte, controlando temperatura y tiempo de reacción para favorecer una nucleación homogénea y un crecimiento regulado de las nanopartículas. Los resultados para las nanopartículas muestran un diámetro hidrodinámico promedio de ~20 nm; una magnetización de saturación (Ms) de 63,83 emu/g, una morfología esférica uniforme y una estructura cristalina cúbica bien definida. Adicionalmente, el ferrofluido desarrollado presentó estabilidad coloidal sostenida durante al menos 8 semanas, evidenciada por un incremento mínimo del diámetro hidrodinámico y ausencia de sedimentación visible. Las pruebas magneto-reológicas mostraron un aumento significativo al aplicar un campo magnético; no obstante, al retirar el campo, la viscosidad retornó progresivamente a su valor inicial, confirmando su sensibilidad magnética y estabilidad coloidal. Finalmente, el análisis comparativo de los tiempos de relajación demostró que el mecanismo Browniano es el dominante en el ferrofluido, consistente con su tamaño y grado de recubrimiento superficial.