Minerali magnetici: Scopriamo la Maghemite
La maghemite è un minerale che si forma dall’ossidazione della magnetite a basse temperature a causa della conversione del ferro (II) in ferro (III). La magnetite è un minerale composto da ossido di ferro (II) FeO e ossido di ferro (III) Fe2O3 con formula Fe3O4, mentre la maghemite è costituita da γ-Fe2O3.
La maghemite è stata scoperta per la prima volta nel 1927 nella miniera di Iron Mountain, a nord-ovest di Redding, nella contea di Shasta, in California. Negli ultimi anni, gli ossidi di ferro hanno attirato molta attenzione per le loro applicazioni tecnologiche e industriali dovute alle loro eccellenti proprietà.
Gli ossidi di ferro vengono impiegati in molteplici settori, tra cui supporti di registrazione magnetica ad alta densità, sensori di gas, catalizzatori, pigmenti, agenti anticorrosivi, coloranti inorganici, adsorbenti, elettronica, immagazzinamento magnetico, e biomedicina. Le nanoparticelle di ossido di ferro mostrano proprietà magnetiche significativamente diverse rispetto alle altre e sono anche biodegradabili e non tossiche.
La maghemite è simile alla magnetite nella struttura e entrambe presentano proprietà ferrimagnetiche a temperatura ambiente. Tuttavia, la maghemite è instabile alle alte temperature e perde la sua suscettibilità con il tempo, ma il suo comportamento magnetico può essere stabilizzato con il drogaggio con ioni di metalli di transizione.
Questo minerale trova impiego anche in applicazioni biologiche come la somministrazione mirata di farmaci, l’utilizzo come agente di contrasto nella risonanza magnetica, batterie agli ioni di litio, inchiostri magnetici e nel trattamento delle acque.
La maghemite viene utilizzata anche come fotocatalizzatore e nanomateriale magnetico nelle applicazioni di trattamento dell’acqua, rimuovendo contaminanti con notevole efficienza di adsorbimento che in taluni casi si avvicina al 100%. Viene impiegata per rimuovere diversi contaminanti da diversi campioni di acqua, con un’efficienza di rimozione che include anche ioni di metalli pesanti, nitriti, nitrati e diversi coloranti.
La formazione della magnetite avviene attraverso un processo di coprecipitazione chimica. Le proprietà magnetiche delle nanoparticelle di materiali magnetici dipendono dalla loro dimensione e si comportano in modo diverso a dimensioni ridotte, pertanto devono avere elevati valori di magnetizzazione per essere utilizzate in applicazioni biomediche e altre applicazioni tecnologiche.