Neste trabalho foi estudado a aplicação de pigmentos anti-incrustantes com baixa toxicidade, sintetizados a partir da papaína, tanino de acácia negra, tanato de ferro e dodecanoato de cobre (pigmento super-hidrofóbico). Os agentes anti-incrustantes foram caracterizados antes da sua incorporação nas diferentes formulações. As tintas foram formuladas com resina epóxi monocomponente e breu e a sua eficiência anti-incrustante foi posteriormente avaliada. Testes de imersão em um canal aberto (cerca de 400 m do oceano Atlântico) do Rio Tramandaí e no mar Mediterrâneo foram realizados para avaliar a eficiência destas tintas desenvolvidas, sendo os resultados comparados com os resultados obtidos com tintas comerciais. Os ensaios in situ indicam claramente o excelente comportamento, em ambos os ambientes, dos revestimentos anti-incrustantes desenvolvidos, sendo os resultados semelhantes aos obtidos com os revestimentos comerciais. O uso de pigmentos biodegradáveis e pouco tóxicos como agentes anti-incrustantes pode eliminar o impacto ambiental negativo causado por metais e biocidas químicos, que são normalmente utilizados em formulações comerciais. / The aim of this work is to study the application of environmentally-friendly antifouling pigments formulated with papain, black wattle tannin, iron tannate and copper dodecanoate (superhydrophobic pigment). Before its incorporation into the different formulations, the synthesized pigments were characterized. Antifouling paints were formulated with mono-component epoxy resin and rosin matrixes, and both their antifouling efficiency were subsequently evaluated. Immersion tests in an open channel (approximately 400 m from the Atlantic ocean) of the Tramandaí River and in the Mediterranean Sea were carried out to evaluate the antifouling efficiency of the developed paints; the results were compared with those from a commercial paint. These field assays clearly indicate the excellent behaviour of developed antifouling coatings in both environments, results being similar to those achieved using a commercial coating. The use of biodegradable pigments as nature-friendly antifouling agent can eliminate the negative environmental impact caused by metals and chemical biocides typically used in current commercial formulations.

Neste trabalho foi estudado a aplicação de pigmentos anti-incrustantes com baixa toxicidade, sintetizados a partir da papaína, tanino de acácia negra, tanato de ferro e dodecanoato de cobre (pigmento super-hidrofóbico). Os agentes anti-incrustantes foram caracterizados antes da sua incorporação nas diferentes formulações. As tintas foram formuladas com resina epóxi monocomponente e breu e a sua eficiência anti-incrustante foi posteriormente avaliada. Testes de imersão em um canal aberto (cerca de 400 m do oceano Atlântico) do Rio Tramandaí e no mar Mediterrâneo foram realizados para avaliar a eficiência destas tintas desenvolvidas, sendo os resultados comparados com os resultados obtidos com tintas comerciais. Os ensaios in situ indicam claramente o excelente comportamento, em ambos os ambientes, dos revestimentos anti-incrustantes desenvolvidos, sendo os resultados semelhantes aos obtidos com os revestimentos comerciais. O uso de pigmentos biodegradáveis e pouco tóxicos como agentes anti-incrustantes pode eliminar o impacto ambiental negativo causado por metais e biocidas químicos, que são normalmente utilizados em formulações comerciais. / The aim of this work is to study the application of environmentally-friendly antifouling pigments formulated with papain, black wattle tannin, iron tannate and copper dodecanoate (superhydrophobic pigment). Before its incorporation into the different formulations, the synthesized pigments were characterized. Antifouling paints were formulated with mono-component epoxy resin and rosin matrixes, and both their antifouling efficiency were subsequently evaluated. Immersion tests in an open channel (approximately 400 m from the Atlantic ocean) of the Tramandaí River and in the Mediterranean Sea were carried out to evaluate the antifouling efficiency of the developed paints; the results were compared with those from a commercial paint. These field assays clearly indicate the excellent behaviour of developed antifouling coatings in both environments, results being similar to those achieved using a commercial coating. The use of biodegradable pigments as nature-friendly antifouling agent can eliminate the negative environmental impact caused by metals and chemical biocides typically used in current commercial formulations.

Neste trabalho foi estudado a aplicação de pigmentos anti-incrustantes com baixa toxicidade, sintetizados a partir da papaína, tanino de acácia negra, tanato de ferro e dodecanoato de cobre (pigmento super-hidrofóbico). Os agentes anti-incrustantes foram caracterizados antes da sua incorporação nas diferentes formulações. As tintas foram formuladas com resina epóxi monocomponente e breu e a sua eficiência anti-incrustante foi posteriormente avaliada. Testes de imersão em um canal aberto (cerca de 400 m do oceano Atlântico) do Rio Tramandaí e no mar Mediterrâneo foram realizados para avaliar a eficiência destas tintas desenvolvidas, sendo os resultados comparados com os resultados obtidos com tintas comerciais. Os ensaios in situ indicam claramente o excelente comportamento, em ambos os ambientes, dos revestimentos anti-incrustantes desenvolvidos, sendo os resultados semelhantes aos obtidos com os revestimentos comerciais. O uso de pigmentos biodegradáveis e pouco tóxicos como agentes anti-incrustantes pode eliminar o impacto ambiental negativo causado por metais e biocidas químicos, que são normalmente utilizados em formulações comerciais. / The aim of this work is to study the application of environmentally-friendly antifouling pigments formulated with papain, black wattle tannin, iron tannate and copper dodecanoate (superhydrophobic pigment). Before its incorporation into the different formulations, the synthesized pigments were characterized. Antifouling paints were formulated with mono-component epoxy resin and rosin matrixes, and both their antifouling efficiency were subsequently evaluated. Immersion tests in an open channel (approximately 400 m from the Atlantic ocean) of the Tramandaí River and in the Mediterranean Sea were carried out to evaluate the antifouling efficiency of the developed paints; the results were compared with those from a commercial paint. These field assays clearly indicate the excellent behaviour of developed antifouling coatings in both environments, results being similar to those achieved using a commercial coating. The use of biodegradable pigments as nature-friendly antifouling agent can eliminate the negative environmental impact caused by metals and chemical biocides typically used in current commercial formulations.

O mexilhão dourado Limnoperna fortunei é uma espécie exótica que tem causado diversos problemas no ambiente aquático em razão da sua habilidade de formar colônias em estruturas. A espécie adere nas superfícies por filamentos proteicos, causando sérios danos ambientais, sociais e econômicos. A investigação de materiais anti-incrustantes parece ser a alternativa ecológica mais adequada para controle desse molusco. Nesse trabalho foram estudadas as propriedades físico-químicas e a preparação de materiais poliméricos para testes de adesão em campo para cotejar a densidade de incrustação do mexilhão. Foram executados testes de caracterização dos materiais com a finalidade de quantificar parâmetros associados a adesão e a aplicabilidade do material em condições submersas. Foram utilizadas cinco diferentes amostras de poliuretano, desenvolvidos pelo Grupo de Química Analítica e Tecnologia de Polímeros /IQSC-USP, e outros três materiais, aço inoxidável, alumínio e PVC, e então determinados os parâmetros de molhabilidade das proteínas adesivas e as propriedades da superfície. A relação entre a molhabilidade da proteína e os parâmetros químicos de superfície (energia livre de superfície, e seus componentes de dispersão e polaridade) foram examinados com base na tensão superficial crítica, no trabalho de adsorção e no trabalho da adesão. Os resultados sugerem que os materiais que possuem baixa energia livre de superfície têm baixa molhabilidade da proteína. Foi verificado uma relação entre o aumento do componente polar dos materiais quando o trabalho de adsorção diminui para as proteínas, o que significa, que a adsorção das moléculas de proteínas em uma superfície não polar é predominante em relação àquela de uma superfície polar, em solução aquosa. A densidade de mexilhões aderidos nas placas testes, em campo, não mostrou associação com os valores medidos da energia livre de superfície e do componente de dispersão. Contudo, foi observado que as resinas de poliuretano com polaridade na faixa de 1,03-1,14 mJm-2 mostraram-se altamente eficientes, incrustação < 0,5%, como revestimento anti-incrustante. / The gold mussel Limnoperna fortunei is an exotic specie that has been causing many problems in aquatic environment due its aggregation on structures of non polar materials. The specie attaches on surfaces by means of protein filaments causing serious social, economic and environmental damages. The investigation of antifouling materials seems to be a good ecological alternative to control this mussel aggregation. This work has studied the preparation and the physical chemical properties of polymeric materials to be employed in field experiment adhesion tests to quantify the mussel fouling density. Studies were performed for materials characterization in order to quantify parameters associated with adhesion and other materials suitabilities in submerged conditions. Five different polyurethane samples, developed by the Group of Analytic Chemistry and Technology of Polymers /IQSC-USP, and three well-known commercial materials, stainless steel, aluminum and PVC, were used. The proteins wettability and surface properties were evaluated for the aforementioned materials. The relationship between the protein wettability and the surface chemical parameters such as surface free energy, dispersion and polar components were examined based on critical surface tension, work of the adsorption and work of the adhesion. The results suggest that materials with low surface free energy have low protein wettability, i.e., the polar component of materials increases when the work of adsorption decreases for both proteins, which means, the adsorption of native and synthetic protein molecules on a non polar surface is predominant compared to a polar surface, in aqueous solution. The mussel\'s density attachment on test coupons, in field experiment, did not show any correlation with surface free energy and dispersion components values. However, it was observed that polyurethane resins with polarity in the range of 1.03-1.14 mJm-2 showed a good performance, attachment < 0.5%, as anti-fouling coating.

O mexilhão dourado Limnoperna fortunei é uma espécie exótica que tem causado diversos problemas no ambiente aquático em razão da sua habilidade de formar colônias em estruturas. A espécie adere nas superfícies por filamentos proteicos, causando sérios danos ambientais, sociais e econômicos. A investigação de materiais anti-incrustantes parece ser a alternativa ecológica mais adequada para controle desse molusco. Nesse trabalho foram estudadas as propriedades físico-químicas e a preparação de materiais poliméricos para testes de adesão em campo para cotejar a densidade de incrustação do mexilhão. Foram executados testes de caracterização dos materiais com a finalidade de quantificar parâmetros associados a adesão e a aplicabilidade do material em condições submersas. Foram utilizadas cinco diferentes amostras de poliuretano, desenvolvidos pelo Grupo de Química Analítica e Tecnologia de Polímeros /IQSC-USP, e outros três materiais, aço inoxidável, alumínio e PVC, e então determinados os parâmetros de molhabilidade das proteínas adesivas e as propriedades da superfície. A relação entre a molhabilidade da proteína e os parâmetros químicos de superfície (energia livre de superfície, e seus componentes de dispersão e polaridade) foram examinados com base na tensão superficial crítica, no trabalho de adsorção e no trabalho da adesão. Os resultados sugerem que os materiais que possuem baixa energia livre de superfície têm baixa molhabilidade da proteína. Foi verificado uma relação entre o aumento do componente polar dos materiais quando o trabalho de adsorção diminui para as proteínas, o que significa, que a adsorção das moléculas de proteínas em uma superfície não polar é predominante em relação àquela de uma superfície polar, em solução aquosa. A densidade de mexilhões aderidos nas placas testes, em campo, não mostrou associação com os valores medidos da energia livre de superfície e do componente de dispersão. Contudo, foi observado que as resinas de poliuretano com polaridade na faixa de 1,03-1,14 mJm-2 mostraram-se altamente eficientes, incrustação < 0,5%, como revestimento anti-incrustante. / The gold mussel Limnoperna fortunei is an exotic specie that has been causing many problems in aquatic environment due its aggregation on structures of non polar materials. The specie attaches on surfaces by means of protein filaments causing serious social, economic and environmental damages. The investigation of antifouling materials seems to be a good ecological alternative to control this mussel aggregation. This work has studied the preparation and the physical chemical properties of polymeric materials to be employed in field experiment adhesion tests to quantify the mussel fouling density. Studies were performed for materials characterization in order to quantify parameters associated with adhesion and other materials suitabilities in submerged conditions. Five different polyurethane samples, developed by the Group of Analytic Chemistry and Technology of Polymers /IQSC-USP, and three well-known commercial materials, stainless steel, aluminum and PVC, were used. The proteins wettability and surface properties were evaluated for the aforementioned materials. The relationship between the protein wettability and the surface chemical parameters such as surface free energy, dispersion and polar components were examined based on critical surface tension, work of the adsorption and work of the adhesion. The results suggest that materials with low surface free energy have low protein wettability, i.e., the polar component of materials increases when the work of adsorption decreases for both proteins, which means, the adsorption of native and synthetic protein molecules on a non polar surface is predominant compared to a polar surface, in aqueous solution. The mussel\'s density attachment on test coupons, in field experiment, did not show any correlation with surface free energy and dispersion components values. However, it was observed that polyurethane resins with polarity in the range of 1.03-1.14 mJm-2 showed a good performance, attachment < 0.5%, as anti-fouling coating.

Submitted by Veronica Neshmi Salaues Mendoza (neshmi_salaues@hotmail.com) on 2018-04-18T15:18:38Z No. of bitstreams: 1 Salaues_M_Dissert_Araraiq.pdf: 2461056 bytes, checksum: b0790442c72a5c574565c09b578075df (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-04-18T19:43:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mendonza_vns_me_araiq_int.pdf: 2392917 bytes, checksum: 3697fdc59d96b5ae59f7207b7abe76e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-18T19:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mendonza_vns_me_araiq_int.pdf: 2392917 bytes, checksum: 3697fdc59d96b5ae59f7207b7abe76e6 (MD5) Previous issue date: 2018-03-13 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O sucesso no tratamento de muitos tipos doenças passa pela detecção seletiva e sensível de biomarcadores proteicos que permitam um diagnóstico precoce. A dengue é uma doença infecciosa de diagnóstico clínico impreciso e diagnóstico laboratorial demorado e custoso, a qual não possui tratamento ou vacina efetivos. Portanto se requer de ferramentas diagnósticas precisas, baratas e portáveis que permitam o diagnóstico rápido para realizar um tratamento adequado de sintomas e identificar os focos infecciosos para prevenir o espalhamento da doença. Um biomarcador útil na detecção da dengue, é a proteína NS1 que vem sendo utilizada com sucesso em diferentes plataformas de diagnóstico. Porém, nenhuma das plataformas oferecidas a nível comercial, consegue combinar a precisão, portabilidade, baixo custo e facilidade de manuseio. Portanto, o melhoramento de ditas ferramentas é o foco de bastantes pesquisas. Neste trabalho se apresenta uma plataforma que se amostra útil para a detecção de diferentes biomarcadores, incluindo a proteína NS1. Esta plataforma combina o uso de uma técnica eletroquímica como é a Espectroscopia de Capacitância Eletroquímica (ECE), com o uso de peptídeos redox e está baseada na funcionalização de eletrodos de ouro mediante formação de monocamadas auto-organizadas (SAM) confeccionadas com um peptídeo redox (Fc-Glu-Gli-Ser-Gli-Ser-Cys) desenhado para ser ancorado em superfícies metálicas, ao mesmo tempo que tem capacidade de ancorar uma sonda redox e um bioreceptor na mesma estrutura/molécula, com a vantagem adicional que a SAM obtida tem propriedades anti-incrustantes desejáveis em biossensoriamento. Ensaios realizados com a proteína NS1 permitiram a detecção de esta proteína em concentrações de 2 µg/ml. / Success in the treatment of many kinds of illnesses depends on the selective and sensitive detection of protein biomarkers that allow an early diagnosis. Dengue is and infectious disease of imprecise clinical diagnostic and delayed and expensive laboratorial diagnostic. This disease does not have an effective vaccine or treatment. Therefore, precise, cheap and portable diagnostic tools are necessary to allow a fast diagnostic in order to treat the symptoms, identify focuses of infection, and thus prevent the spreading of the disease. A useful biomarker in the detection of dengue is the protein NS1, which has been successfully used in different diagnostic platforms. However, none of the commercially available platforms combines precision, portability, low cost and user friendliness. Consequently, the improvement of such tools is object of ample research. This work, introduces a platform, which is useful for the detection of various biomarkers, including the protein NS1. This platform combines the usage of an electrochemical technique such as Electrochemical Capacitance Spectroscopy (ECS) and the use of redox peptides. It is based in the functionalization of gold electrodes through formation of Self Assembled Monolayers (SAM) formed by a redox peptide (Fc-Glu-Gli-Ser-Gli-Ser-Cys) designed to bind to metallic surfaces as well as to anchor a redox probe and a bioreceptor in the same structure/molecule. It presents the additional advantage of forming anti-fowling SAMs, which is a highly desirable property for biosensing. Tests made with NS1 protein allowed the detection of this protein in concentrations as low as 2 µg/ml. / 190233/2015-0