NANOPARTÍCULAS DE SÍLICE MESOPOROSA CON COMPUESTOS NATURALES: EFECTO ALGUICIDA EN PINTURAS DE BASE ACUOSA

MARIANA REVUELTA,; AYELEN INDA; MARISA R. VIERA; SILVIA E. RASTELLI; CAMILA M. CLEMENTE; SANDRA G. GÓMEZ DE SARAVIA; J. F. BENGOA; SOLEDAD RAVETTI

Congreso; SAM-CONAMET/VIII INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS; 2022

El biodeterioro es un proceso que implica alteraciones de las propiedades físico-químicas, mecánicas yestéticas de los materiales por acción de organismos vivos. Para combatirlo, usualmente, se emplean pinturasy recubrimientos que incorporan biocidas en su formulación. Últimamente, ha cobrado interés el uso decompuestos de origen natural para este fin, siendo una alternativa para reducir los efectos adversos sobre elambiente, ya que exhiben menor toxicidad que los biocidas tradicionales [1]. Estos compuestos presentancaracterísticas (volatilidad, sensibilidad al oxígeno, luz, humedad, calor) que podrían perjudicar suaplicabilidad. La tecnología de recubrimiento basada en la incorporación de micro-nano contenedores hasurgido como una estrategia en el avance de materiales funcionales. En este caso, la encapsulación protegea los compuestos de la degradación y permite el control adecuado de su liberación, prolongando así laduración del efecto biocida. Las nanopartículas mesoporosas (MCM-41) pertenecen a la familia de lossilicatos y poseen excepcionales propiedades físico-químicas como resistencia mecánica, estabilidad químicay biocompatibilidad, ideales para los procesos de absorción de moléculas bioactivas. El objetivo de estetrabajo fue evaluar las MCM-41 como soportes de compuestos naturales de origen vegetal (con reconocidaspropiedades biocidas) para el desarrollo de pinturas alguicidas de base acuosa. Los compuestos utilizadosfueron: aceite esencial de ajedrea (Satureja montana L.), carvacrol, timol y mentol. Asimismo, como estrategiapara mejorar algunas propiedades del mentol, se sintetizaron una serie de nuevos derivados[2]. Dicha síntesisse llevó a cabo en dos etapas: en primer lugar, la reacción de mentol con N,N-carbonildiimidazol bajoatmósfera de nitrógeno en diclorometano y luego, la reacción del intermediario formado con los alcoholesseleccionados. Uno de los derivados sintetizados, el mentol-propanol también fue utilizado en este trabajo.Las MCM-41 se sintetizaron usando ligandos de silicatos como precursores inorgánicos hidrolíticos ytensioactivos como especies porógenas [3]. La carga de los compuestos naturales en MCM-41 se realizó porimpregnación y posterior adsorción de vapor en un vial herméticamente cerrado incubado a 40 ºC durante 24h. Se formuló una pintura de base acuosa, de la cual una porción se mantuvo sin nanopartículas ni compuestosnaturales (control), en otra se agregaron las nanopartículas sin impregnar al 2% p/p (control-MCM), en otrasporciones se agregaron por separado los biocidas libres al 2% p/p y, finalmente, en otras porciones, seincorporaron las nanopartículas impregnadas con cada uno de los compuestos (separadamente) al 2% p/p.Todas las pinturas se aplicaron sobre papeles de filtro de 28 x 28 mm, se secaron a temperatura ambientedurante 15 días (curado) y luego se esterilizaron con luz UV (30 min. de cada lado). Cada papel se inoculócon una suspensión del alga Scenedesmus vacuolatus en forma de spray (≈ 9,6 105 algas.ml-1). Se colocaron 3papeles de cada pintura en placas de Petri con agar BG11 y se incubaron a 25 ºC con fotoperíodo de 16h/8h(luz/oscuridad) durante 30 días, por duplicado. Al finalizar el ensayo, el crecimiento algal sobre los papelespintados se evaluó según el porcentaje de cobertura del crecimiento sobre la superficie siguiendo la normaASTM D5589 [4]. Además, se realizaron observaciones mediante microscopía electrónica de barrido (MEB)y microscopía de epifluorescencia (MEp). Como fue de esperar, sobre la pintura ?control? se observó uncrecimiento algal elevado. Por su parte, la pintura ?control-MCM? mostró un menor crecimiento algal, loque podría indicar un cierto efecto inhibidor intrínseco de las nanopartículas mesoporosas. Las pinturas conlos compuestos incorporados presentaron diferentes grados de inhibición del crecimiento algal,observándose, en general, un mayor efecto inhibidor cuando estos compuestos se incorporaron absorbidos enlas MCM. Esto indicaría la capacidad protectora del contenedor sobre la sustancia bioactiva y, que lasnanopartículas de sílice mesoporosa podrían ser una alternativa para mejorar la eficiencia de los compuestosnaturales con propiedades alguicidas incorporados en recubrimientos.