Çalışanların Otantik ve Hizmetkâr Liderlik Algılamalarının Performansları

As mídias de gravação, segundo Nogués [8] têm passado pelo chamado trilema (escolha difícil entre três coisas), a saber:

(1) Aumentar a densidade da área do bit implica em reduzir o tamanho do bit; (2) Para se manter tanto uma proporção suficiente de sinal para gravação como a alta densidade de bits seria necessário diminuir o tamanho do grão que constitui um dado bit fazendo com que se aproxime do limite superparamagnético;

(3) Enquanto a alta anisotropia uniaxial (Ku)dos materiais iria melhorar drastica-

mente a estabilidade térmica, os campos magnéticos necessários para a mudança do bit seriam tão altos que se tornariam muito maior que os gerados pelas cabeças de gravação atuais.

Dessa forma, a viabilidade de suportar a gravação da mídia, a estabilidade tér- mica e o sinal de gravação devem, simultaneamente, estar de acordo com a capacidade de gravar de um dado bit. Para superar este obstáculo, novos tipos de mídia de grava- ção foram propostos, tais como: compostos acoplados por energia de troca, inclinação da anisotropia e gradiente de anisotropia [44].

A longo prazo, outros tipos de mídia devem ser desenvolvidas. O que vem se desenhando como uma boa promessa é a chamada “mídia padronizada”, onde em vez de gravar cada bit magnéticos sobre várias centenas de grãos, cada bit será gravado em um ponto magnético individual (dots). No entanto, para as nanopartículas serem estáveis magneticamente na temperatura ambiente, elas precisam ter uma alta anisotropia, o que implica no fato de o campo disponível nos cabeçotes convencionais não ser suficiente para escrever a informação [8]. Uma possível forma de contornar esse obstáculo seria diminuir a anisotropia efetiva de uma nanopartícula de alta constante magneto-cristalina Ku (material duro), por acoplamento com um material de baixo Ku (macio), como por

exemplo, em uma estrutura c@s, similar ao proposto por mídias de filme fino contínuo [44]. Neste caso, a parte macia atua para reduzir o campo de reversão, permitindo que o cabeçote escreva a informação, enquanto que a parte dura mantém a estabilidade térmica [45].

A Figura 2.5 mostra essa relação. Em (a), é mostrado de forma esquemática, como seria a estrutura do material, onde a casca (em vermelho) seria o material magneticamente macio e no núcleo estaria o material duro (em azul). Já (b), apresenta como resultado, o campo de reversão em função da área de superfície entre os materiais do núcleo e da casca, percebe-se que o aumento da área reduz o campo de reversão, favorescendo a condição de gravação exigida pelo cabeçote seguido da estabilidade térmica proporcionada pelo núcleo, como explicado mais acima.

camada magnética macia

camada magnética dura

Área de superfície normalizada entre a camada macia e dura

C a m p o d e re v e rs ã o (H /H ) K S

Figura 2.5: (a) Nanoestrutura tipo c@s de mídia padronizada. (b) Simulação micromagnética da dependência do campo de reversão sobre a área de superfície normalizada entre a camada macia e a camada dura [8].

Algumas simulações com nanopartículas c@s para gravação convencional mos- tram que as partículas podem reduzir de tamanho sem comprometer a estabilidade tér- mica [46], no entanto a tendência vem sendo mesmo as mídias padronizadas.

Similar ao caso dos ímãs permanentes, os materiais propostos para as mídias são baseados em ligas de terras raras [47] ou em ferritas hexagonais [48] para a parte dura. Todos os materiais patenteados têm uma estrutura convencional de c@s tipo h@s, onde o material macio é baseado num metal (Fe ou Co) ou num óxido (Fe3O4ou γ-Fe2O3) [8, 47].

Atualmente, algumas características das partículas c@s já foram testadas experi- mentalmente. Por exemplo, (i) a temperatura de bloqueio TB mostrou-se ser facilmente

aumentada pela adição de uma camada superficial de um material duro em uma nano- partícula macia [49], (ii) tem sido mostrado que o campo de reversão de nanoparticulas duras diminui quando as acopla numa casca tipo macia [43, 49], (iii) há a possibilidade de se formar aglomerados de matrizes de nanopartículas de c@s [43, 49] ou (iv) possibi- lidade de graduação da anisotropia. No entanto, outros aspectos críticos, como tamanho livre de defeitos e autoagrupamentos de nanopartículas c@s tipo h@s ainda não foram demonstrados.

Apesar da boa promessa da estrutura c@s para gravação de alta densidade, vários desafios ainda permanecem. As condições para se usar estas nanopartículas na gravação de mídia, são ainda mais rigorosas do que para ímãs permanentes, pois deve seguir os princípios da gravação magnética atual, logo: (i) todas as nanopartículas devem ser mo- nodomínio e exibir magnetização fora do plano, (ii) deve ter uma minuciosa mudança no campo de reversão (ligado, entre outras coisas, à distribuição do tamanho da partícula); (iii)as partículas não devem estar em contato, ou devem ter uma camada de proteção não magnética para evitar o acoplamento por troca entre elas; (iv) os campos dipolares devem ser pequenos o suficiente para evitar a gravação acidental de partículas adjacentes; (v) a coercividade necessita de ser menor do que o campo de escrita disponível; (vi) as partí- culas têm de ser termicamente estáveis e de preferência com uma grande magnetização de saturação; (vii) a ordenação 2D deve ser livre de defeitos e de preferência em matrizes quadradas [8]. Nesta última condição, permanece um dos principais obstáculos para o desenvolvimento das mídias de gravação.

2.2.3 Biomédica

O uso das nanopartículas em sistemas biomédicos é também florescente, não só no tra- tamento de doenças, mas também em diagnósticos. As maiores relevâncias dessas apli- cações são em hipertermia, distribuição controlada de fármaco, biosensores, manipulação de células e proteínas e imagens de ressonância magnética [8].

tes compreendem principalmente as aplicações em hipertermia magnética [50], imagem de ressonância magnética (MRI) [51] e manipulação de células [52]. Contudo, as pesqui- sas são focadas principalmente em hipertermia, onde a partir da aplicação de um campo magnético alternado sobre a nanopartícula, ela tem como resposta a produção de calor [12, 13]. Logo, se a partícula estiver em contato com um tecido orgânico, o aumento da temperatura devido ao campo magnético pode causar a morte da célula de forma locali- zada, ou seja, apenas a(s) célula(s) daquele local. Assim, a hipertermia é vista como uma técnica com grande potencial e de alta eficácia para o tratamento de doenças localizadas, como por exemplo o câncer, com o mínimo de efeitos colaterais nos pacientes [8].

Os três principais mecanismos envolvidos na hipertermia são a relaxação Brow- niana, relaxação de Néel e perca por histerese, embora apenas este último prevaleça para nanopartículas bloqueadas. A perda específica de calor (SLP) da nanopartícula depende do material, da composição, do tamanho da partícula, da frequência e da intensidade do campo magnético aplicado [8]. Então, a dissipação de calor depende dos parâmetros intrínsecos do material tais como: anisotropia e magnetização de saturação que, combi- nados de duas fases as quais componham a c@s, será mais vantajoso para aumentar a resposta do material sobre a ação do campo [53]. Seung-hyun Noh et al. [54], mostrou que a diminuição da anisotropia na superfície e no tamanho da partícula (60 nm) aparece como fator chave para alcançar altos valores de SLP (14 vezes maior que em partículas simples compostas por ferrita e 3 vezes maior que em nanopartículas esféricas acopladas por troca).

A comprovação do quanto as propriedades magnéticas podem ser melhoradas ao considerar as c@s frente as nanopartículas simples é mostrado na Figura 2.6. Nela, observa-se nas extremidades, uma nanopartícula de ferrita de cobalto e outra de ferrita de manganês, com 9 e 15 nm de diâmetro, respectivamente. Já ao centro, tem-se uma nanopartícula c@s composta dos mesmos materiais e com as mesmas dimensões, 9 nm de núcleo e 15 nm de diâmetro total. No entanto, o gráfico de SLP logo abaixo, mostra em valores, a diferença entre elas. Embora a SLP das ferritas seja de 450 Wg−1_{, a SLP da}

c@s exibe valores de aproximadamente uma ordem de grandeza maior, alcançando 2280 Wg−1 _{[14]. Isso significa um aumento de aproximadamente 400%. Logo, a combinação}

de diferentes ferritas leva a relevantes valores de SLP, comparados as nanopartículas com uma única fase.

Figura 2.6: Representação esquemática de uma nanopartícula simples de CoFe2O4, uma c@s de

CoFe2O4(9nm)@MnFe2O4(3nm) e uma nanopartícula simples de MnFe2O4. Apesar dos dois últi-

mos têem o mesmo diâmetro os valores de SLP são diferentes [14].

Outra aplicação de c@s, a qual vem ganhando destaque de forma experimental assim como a hipertermia, é o seu uso em imagem de ressonância magnética (MRI), onde essas estruturas apresentam, em certas aplicações, várias vantagens em relação aos ma- teriais tradicionais. Por exemplo, o óxido de ferro superparamagnético é conhecido por diminuir o tempo de relaxamento transversal, T2, dos prótons da água, quando eles são

influenciados pelo momento dipolar das nanopartículas. A relaxação, isto é, o inverso do tempo de relaxamento r2=1/T2, é proporcional ao momento magnético. Assim, em uma

primeira aproximação, aumentando-se o momento magnético das nanopartículas tem-se uma eficiente maneira de melhorar a imagem ponderada em T2. Essa e outras caracterís-

ticas fizeram com que houvesse um interessante aumento no estudo de bicamadas mag- néticas tipo c@s para MRI [8]. A capacidade das nanopartículas de melhorar a MRI torna também possível o uso de ressonância magnética baseada em sensores, como é o caso da ressonância magnética de diagnóstico [55].

nanopartículas magnéticas dependem apenas de ter uma grande magnetização de satu- ração (MS) e evitar ao máximo os efeitos de aglomeração. Assim, a maior parte destas

aplicações baseiam-se no uso de nanopartículas superparamagnéticas [8]. Nestes casos, não há necessidade real de nanopartículas c@s. No entanto, em outras aplicações, a uti- lização de bicamadas magnéticas deste tipo pode ser benéfica, como, por exemplo, em hipertermia, conforme foi dito anteriormente. E quanto à aplicação “in vivo”, o desafio concentra-se na sua possível citotoxicidade.

Dessa forma, o uso de nanopartículas magnéticas tipo c@s para aplicações biomé- dicas ainda é muito recente, o que futuramente com os ajustes das propriedades magnéti- cas, certamente, levará a novas aplicações nessa área como é o caso dos diversos tipos de biosensores, os quais vêm se destacando.

MICROMAGNETISMO

As propriedades magnéticas macroscópicas dos elementos estão associadas aos elétrons de forma individual, o que pode ser designado de momento magnético. Assim, pode-se pensar que cada elétron num átomo é um pequeno ímã tendo momento magné- tico de orbital (circulando em torno do núcleo) e de auto-rotação (em torno de seu próprio eixo - “spin”) permanentes [56]. O magnetismo, então, é um fenômeno de origem quântica resultante da combinação do Princípio de Exclusão de Pauli com o termo coulombiano da repulsão elétron-elétron do potencial eletrônico [39].

Neste capítulo, será apresentado um estudo resumido do micromagnetismo e um estudo detalhado das energias e campos magnéticos, bem como das ferramentas usadas neste trabalho.