Zuid-Korea, met zijn hoge antibioticagebruik, is gecategoriseerd als een land met een hoog risico op de opkomst van multiresistente bacteriën, of zogenaamde "superbacteriën". Volgens het ministerie van Milieu, antibiotische stoffen zijn aangetroffen in afvalwaterzuiveringsinstallaties voor vee, rioolwaterzuiveringsinstallaties en in rivieren.

Het Korea Institute of Science and Technology heeft aangekondigd dat een onderzoeksteam, onder leiding van onderzoekers Jung Kyung-won en Choi Jae-woo, bij KIST's Water Cycle Research Center, heeft een hoog rendement ontwikkeld, adsorberend materiaal met PET-afvalflessen. Het nieuwe materiaal zal naar verwachting helpen bij het oplossen van het probleem van milieutoxines en antibioticaresistente bacteriën die worden veroorzaakt door lekken van antibiotica in water.

Momenteel, de meest bekende methode om antibiotica effectief uit water te verwijderen, maakt gebruik van poreus koolstofcomposiet, gesynthetiseerd door het pyrolyseren van metaal-organische raamwerken (MOF). Poreuze koolstofcomposieten adsorberen antibiotica in het water, waardoor ze worden verwijderd. Echter, aangezien het organische ligand dat over het algemeen wordt gebruikt om MOF te synthetiseren erg duur is, de kosten vormen een groot obstakel voor de wijdverbreide, praktische toepassing door massaproductie.

Om een ​​meer kosteneffectieve oplossing te ontwikkelen, het KIST-onderzoeksteam richtte zijn aandacht op de PET-flessen die mensen in hun dagelijks leven gebruiken. PET is een hoogmoleculaire verbinding die wordt verkregen door polymerisatie van ethyleenglycol en tereftaalzuur, waarvan de laatste wordt gebruikt als organische ligand voor de synthese van MOF. Het KIST-onderzoeksteam haalde hoogzuiver organisch ligand uit PET-afvalflessen en gebruikte het om een ​​zeer efficiënt adsorberend materiaal te synthetiseren dat antibiotica op een milieuvriendelijke en economisch voordelige manier effectief uit water kon verwijderen.

Tijdens de ontwikkeling van dit adsorberende materiaal, een alkalisch hydrolyseproces werd gebruikt om een ​​neutralisatiereactie te induceren, resulterend in de productie van een zeer zuiver tereftaalzuur. Om de efficiëntie van het alkalische hydrolyseproces te maximaliseren, het onderzoeksteam nam een ​​ultrageluid-geassisteerd faseoverdrachtskatalysatorproces op. Door dit proces te optimaliseren, het team was in staat om met succes 100% zeer zuiver tereftaalzuur te extraheren, die ze vervolgens gebruikten om een ​​poreus koolstofcomposiet te ontwikkelen. MOF op ijzerbasis werd gebruikt als voorloper om magnetisme aan het adsorberende materiaal te geven. Op deze manier, het team was in staat om een ​​eco-materiaal te ontwikkelen dat na het adsorptieproces gemakkelijk van het mengsel kan worden gescheiden, met behulp van een extern magnetisch veld.

Het KIST-onderzoeksteam testte de efficiëntie van het poreuze koolstofcomposiet in termen van zijn vermogen om "tetracycline, " of het antibioticum dat wordt gebruikt om bacteriële infecties te behandelen, uit het water. Testen toonden aan dat het nieuw ontwikkelde materiaal in ongeveer 90 minuten 100% van de tetracycline kon verwijderen onder algemene watercondities (pH 6), met een adsorptiesnelheid van 671,14 mg/g, wat een snelheid is die superieur is aan die van eerder ontwikkelde adsorbentia. Om de herbruikbaarheid van het poreuze koolstofcomposiet te beoordelen, het adsorptie-desorptieproces werd vijf keer uitgevoerd. Even after repeated use, the material maintained 90% of its adsorption properties, indicating a high degree of stability and wide applicability for water treatment.

Dr. Jung Kyung-won at KIST said, "This porous carbon composite is applicable to a wide range of water treatment areas as it uses waste plastics to prevent environmental pollution and maintains its high adsorption properties even after repeated use."

KIST's Dr. Choi Jae-woo said, "The porous carbon composite developed through this research is applicable to various fields, ranging from eco-materials to energy materials, and I expect that it will soon be highly regarded as a value-added eco-material."