Coreia do Sul, com seu alto uso de antibióticos, é classificado como um país com alto risco de surgimento de bactérias multirresistentes, ou as chamadas "super bactérias". De acordo com o Ministério do Meio Ambiente, substâncias antibióticas foram detectadas em instalações de tratamento de águas residuais de gado, estações de tratamento de esgoto e nos rios.

O Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia anunciou que uma equipe de pesquisa, liderado pelos pesquisadores Jung Kyung-won e Choi Jae-woo, no Water Cycle Research Center do KIST, desenvolveu uma alta eficiência, material adsorvente usando garrafas PET de resíduos. Espera-se que o novo material ajude a resolver o problema de toxinas ambientais e bactérias resistentes a antibióticos, que são causadas por vazamentos de antibióticos na água.

Atualmente, o método mais conhecido de remoção eficaz de antibióticos da água usa composto de carbono poroso, sintetizado por pirólise de estruturas orgânicas metálicas (MOF). Compósitos de carbono poroso adsorvem antibióticos na água, removendo-os assim. Contudo, uma vez que o ligante orgânico geralmente usado para sintetizar MOF é muito caro, o custo é um grande obstáculo para a disseminação desse método, aplicação prática através da produção em massa.

Para desenvolver uma solução mais econômica, a equipe de pesquisa do KIST voltou sua atenção para as garrafas PET que as pessoas usam no dia a dia. PET é um composto de alto peso molecular obtido pela polimerização de etilenoglicol e ácido tereftálico, o último dos quais é usado como ligante orgânico para a síntese de MOF. A equipe de pesquisa do KIST extraiu ligante orgânico de alta pureza de garrafas PET de resíduos e usou-o para sintetizar um material adsorvente de alta eficiência que poderia remover antibióticos da água de maneira ambiental e economicamente benéfica.

Durante o desenvolvimento deste material adsorvente, um processo de hidrólise alcalina foi usado para induzir uma reação de neutralização, resultando na produção de um ácido tereftálico de alta pureza. Para maximizar a eficiência do processo de hidrólise alcalina, a equipe de pesquisa incorporou um processo de catalisador de transferência de fase assistido por ultrassom. Ao otimizar este processo, a equipe conseguiu extrair com sucesso ácido tereftálico 100% de alta pureza, que eles usaram para desenvolver um composto de carbono poroso. MOF à base de ferro foi usado como um precursor para conferir magnetismo ao material adsorvente. Desta maneira, a equipe conseguiu desenvolver um eco-material que pode ser facilmente separado da mistura após o processo de adsorção, usando um campo magnético externo.

A equipe de pesquisa KIST testou a eficiência do composto de carbono poroso em termos de sua capacidade de adsorver "tetraciclina, "ou o antibiótico usado para tratar infecções bacterianas, da água. Os testes mostraram que o material recentemente desenvolvido foi capaz de remover 100% da tetraciclina em cerca de 90 minutos em condições gerais de água (pH 6), com uma taxa de adsorção de 671,14 mg / g, que é uma taxa superior à dos adsorventes desenvolvidos anteriormente. A fim de avaliar a reutilização do composto de carbono poroso, o processo de adsorção-dessorção foi realizado cinco vezes. Mesmo após o uso repetido, o material manteve 90% de suas propriedades de adsorção, indicando um alto grau de estabilidade e ampla aplicabilidade para tratamento de água.

O Dr. Jung Kyung-won do KIST disse:"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."