Filmes finos transparentes, baseados em compostos naturais, como estratégia antifúngica aplicada a componentes ópticos

Abstract

Devido aos danos que alguns fungos podem causar em superfícies ópticas, há a necessidade de abordagens que inibam a interação fungo-vidro. Assim, a presente tese estabelece protocolos de funcionalização de superfícies de vidro com organosilanos, por processo sol-gel, e posterior recobrimento por composto com efeito antiadesivo para fungos. A funcionalização permite o controle de propriedades físicas e químicas do substrato, e assim, a interação com compostos químicos de interesse. Para identificá-los diferentes compostos foram investigados quanto aos seus potenciais de inibição de desenvolvimento e adesão do fungo Aspergillus niger, utilizado como fungo modelo. Dentre os compostos, destacaram-se eugenol e citral, pela capacidade de inibir a adesão de A. niger. Então deu-se início ao processo de funcionalização das superfícies de vidro. Para isso, o organosilano (3-aminopropil)trietoxissilano (APTES) foi utilizado devido à possibilidade de controle da organização e espessura dos filmes produzidos, parâmetros importantes para a manutenção das características ópticas do vidro. De acordo com análises de transmitância e testes de adesão celular, os substratos de vidro funcionalizados com diferentes concentrações de APTES não apresentaram efeitos, como perda de transparência ou ação antifúngica. Então, fez-se a exposição dos substratos funcionalizado a diferentes concentrações de eugenol, para a produção do recobrimento antiadesivo. A partir dos testes de adesão celular, substratos expostos a soluções de eugenol foram capazes de inibir a adesão de A. niger. Ressalta-se que esse efeito foi observado para todas as concentrações de APTES, porém não houve inibição na ausência de funcionalização. Por fim, imagens adquiridas através de lentes modificadas com estes recobrimentos foram submetidas a análises de similaridade e de percepção humana, através das quais, evidenciou-se a manutenção da imagem e, desta forma, a potencialidade do recobrimento para dispositivos ópticos. Além disso, investigações sobre a síntese de nanopartículas de sílica (condições; incorporação de antifúngico; testes de ação contra A. niger) foram estabelecidas a fim de desenvolver as etapas iniciais para a elaboração de recobrimentos multifuncionais, baseados no ancoramento de nanopartículas.

Approaches for preventing the fungi-glass interaction may be required due to the harm that fungi can cause to optical surfaces. Thus, this thesis offers protocols for anti-adhesion compounds combined with the sol-gel process to functionalize glass surfaces. This strategy allows tuning surfaces' physical and chemical properties to interact with certain compounds. Different substances, in which eugenol and citral had been highlighted, were tested to verify their potential to inhibit Aspergillus niger development and adhesion onto the glass surface. The glass functionalization with organosilane (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) was applied for the possibility of controlling its film thickness and structuring, which might be crucial for preserving the glass optical properties. The results of the fungus adhesion experiments and the transmittance analysis revealed that substrates modified within a range of APTES concentrations maintained their transparency without any antifungal effects. Then, the functionalized substrates were exposed to eugenol solution for producing the anti-adhesive coating and applied to A. niger adhesion experiments. The results showed their potential for inhibiting A. niger adhesion, even at different APTES concentrations. It is worth noticing that no inhibition was verified in the absence of APTES functionalization. Finally, digital images were taken through anti-adhesive modified lenses and compared to the control one by similarity analysis, using the color spaces RGB and L*a*b, and, moreover, by human eye perception with the help of an online self-perception form. Their results revealed the maintenance of the image characteristics, which presented high similarity with those stated as control, reinforcing the potentiality of these coatings for application on optical devices. Furthermore, some aspects of the silica nanoparticles synthesis were investigated (experimental conditions; antifungal addition; activity against A. niger) for providing the initial steps to elaborate multifunctional coatings based on modified nanoparticles anchoring onto glass surface.