DES hidrofóbicos à base de mentol e ácidos orgânicos naturais para utilização em tintas náuticas antifouling

Abstract

A bioincrustação marinha tem afetado negativamente a indústria náutica e o meio ambiente tem sofrido com esta ação. Até ao momento, não existem soluções sustentáveis, económicas e ambientalmente benignas para lidar com este fenómeno. Os avanços alcançados em solventes verdes promovem o surgimento de solventes eutécticos (DES), que possuem excelentes aplicações em diversos campos e podem ser revolucionários neste sector da indústria náutica. Neste estudo, o principal objetivo foi investigar o potencial de DES hidrofóbicos à base de mentol e ácidos orgânicos naturais para utilização em tintas náuticas antifouling. A nossa estratégia resultou na caracterização físico-química de diferentes formulações, o que permitiu identificar a razão molar mais adequada e as interações intermoleculares por trás das formações bem-sucedidas dos DES. A miscibilidade destes DES na tinta náutica foi avaliada e bem-sucedida. O desempenho biológico dos sistemas foi estudado em termos da sua atividade antimicrobiana contra um painel de microrganismos. O sistema Men:OL (1:1) demonstrou ser mais promissor, tendo sido o escolhido nos testes subsequentes. Os seus benefícios em termos de custo-produção também contribuíram para esta escolha. O perfil citoxicológico deste DES foi avaliado para células HaCat e demonstrou não promover citotoxicidade relevante. Além disso, foi estudada a aplicação do sistema incorporado nas tintas referidas em estruturas náuticas, recorrendo a espécies marinhas para avaliação do seu efeito antifouling. O DES foi promissor no combate ao macrofouling marinho e potencializou as propriedades das tintas náuticas convencionais, fornecendo indicações sobre a sua utilidade como forte candidato para aplicação em tintas náuticas antifouling. Os ensaios bioquímicos realizados nas espécies marinhas demonstraram que o DES não induz stress oxidativo nas espécies testadas.

Marine biofouling has negatively affected the nautical industry and the environment has suffered from this action. So far, there are no sustainable, economical and environmentally benign solutions to deal with this phenomenon. The advances achieved in green solvents promote the emergence of eutectic solvents (DES), which have excellent applications in various fields and can be revolutionary in this sector of the nautical industry. In this study, the main objective was to investigate the potential of hydrophobic DES based on menthol and natural organic acids for use in nautical antifouling paints. Our strategy resulted in the physicochemical characterization of different formulations, which allowed us to identify the most suitable molar ratio and the intermolecular interactions behind the successful formations of DES. The miscibility of these DES in nautical paint was evaluated and successful. The biological performance of the systems was studied in terms of their antimicrobial activity against a panel of microorganisms. The Men:OL (1:1) system proved to be more promising, having been chosen in subsequent tests. Its cost-production benefits also contributed to this choice. The cytotoxicological profile of this DES was evaluated for HaCat cells and demonstrated not to promote relevant cytotoxicity. In addition, the application of the system incorporated in the paints mentioned in nautical structures was studied, using marine species to assess their antifouling effect. DES was promising in combating marine macrofouling and enhanced the properties of conventional nautical paints, providing indications about its usefulness as a strong candidate for application in nautical antifouling paints. Biochemical tests carried out on marine species demonstrated that DES does not induce oxidative stress in the species tested.