ESTUDIO COMPARATIVO DE PRODUCCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE HIERRO POR ABLACION LÁSER EN SOLUCIÓN Y GAS INERTE / COMPARATIVE STUDY OF PRODUCTION OF IRON NANOPARTICLES BY LASER ABLATION IN SOLUTION AND INERT GAS

Resumen

En este trabajo se presenta una metodología para la producción de Nanopartículas de hierro, Nps Fe, por ablación láser engas inerte (ALAGI): éstas se producen en un recipiente sellado y se transportan hacia el solvente utilizando una corrientede gas inerte (argón). Las propiedades de estas partículas fueron comparadas con otras del mismo material, obtenidas porablación láser en solución (ALES). La producción de partículas se realizó por ablación consecutiva por períodos de 10 min,dejando enfriar por intervalos de 5 min entre cada irradiación, hasta alcanzar los 30 min; utilizando un haz láser Nd:YAG(30 mJ, 10 Hz, 9 ns,1064nm). En ambos sistemas, se obtienen Nps de Fe con un tamaño promedio (Tp) entre 8 -10 nm yuna banda de resonancia de plasmon superficial (RPS) entre 300 y 380 nm. Se evaluó el efecto de la longitud de onda deirradiación del láser (532 nm y 1064 nm) sobre las características de las partículas; para la ALES, se observó a 532 nm,un aumento en el tamaño de partícula y una disminución en la absorbancia. Esto se atribuye a que en solución a mayorfluencia del láser, las partículas removidas son de mayor tamaño y los efectos de dispersión de la luz predominan sobre laabsorción. Mientras que en ALAGI el uso de las dos longitudes de onda no influye sobre las Nps obtenidas, debido a quelas partículas se arrastran de forma continua y su tamaño final dependerá del proceso de agregación dentro del solvente.La metodología desarrollada es de gran utilidad en el caso de las preparaciones de Nanopartículas en solventes orgánicos.

ABSTRACT

In this work, we present a methodology of production for iron nanoparticles (iron Np) in organic solvents, by laser ablation.Using an inert gas stream the particles are blowing into solvent (LAiGS). The nanoparticles produced by this methodwere compared with nanoparticles produced by direct laser ablation in metal plate immersed in solvent (LAiS). Theablation procedure was performed in 10 minutes steps by triplicate with cooling periods of 5 minutes between ablations.Comparatively particles were obtained under continuous ablation iron plate at different ablation times, 10, 20 and 30 min.The same procedure was utilized in both cases, LAiS and LAiGS. Nps of size ranging between 8 -10 nm were obtainedby both methods. The particles exhibited a Resonance Plasmon Surface (RPS) band between 300 and 380 nm, typical ofFe NP in acid medium. In LAiS, an increment of particle size and in consequence a lower absorbance was observed whenan irradiation wavelength of 532 nm was used. In LAiGS no dependence was observed between particles properties andirradiation wavelength, due to plasma plume is less dense. LAiSG method will be used to prepare NP in organic flammablesolvents for obtaining good NP dispersions. This fact is useful in experiments where the presence of water is undesirable.

Keywords: Nanoparticles, Laser ablation, Inert gas, Plasmonic Resonance, Organic Solvents.