Il team di ricerca del KIST ha osservato materiali compositi magnetici in carbonio poroso nel microscopio elettronico a trasmissione. I ricercatori hanno testato l'efficienza del composito di carbonio poroso in termini di capacità di adsorbire "tetraciclina, "o l'antibiotico usato per curare le infezioni batteriche, dall'acqua. I test hanno dimostrato che il materiale di nuova concezione era in grado di rimuovere il 100% della tetraciclina in circa 90 minuti in condizioni generali dell'acqua (pH 6), con un tasso di assorbimento di 671,14 mg/g, che è un tasso superiore a quello degli adsorbenti sviluppati in precedenza. Per valutare la riutilizzabilità del composito di carbonio poroso, il processo di adsorbimento-desorbimento è stato condotto cinque volte. Anche dopo un uso ripetuto, il materiale ha mantenuto il 90% delle sue proprietà di adsorbimento, indicando un alto grado di stabilità e ampia applicabilità per il trattamento delle acque. Credito:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Corea del Sud, con il suo elevato uso di antibiotici, è classificato come un paese ad alto rischio di comparsa di batteri multiresistenti ai farmaci, o cosiddetti "super batteri". Secondo il Ministero dell'Ambiente, sono state rilevate sostanze antibiotiche negli impianti di trattamento delle acque reflue del bestiame, impianti di depurazione e nei fiumi.
Il Korea Institute of Science and Technology ha annunciato che un gruppo di ricerca, guidato dai ricercatori Jung Kyung-won e Choi Jae-woo, presso il Centro di ricerca sul ciclo dell'acqua di KIST, ha sviluppato un'alta efficienza, materiale adsorbente utilizzando bottiglie di scarto in PET. Il nuovo materiale dovrebbe aiutare a risolvere il problema delle tossine ambientali e dei batteri resistenti agli antibiotici che sono causati dalle perdite di antibiotici nell'acqua.
Attualmente, il metodo più noto per rimuovere efficacemente gli antibiotici dall'acqua utilizza un composito di carbonio poroso, sintetizzato mediante pirolisi di strutture metallo-organiche (MOF). I compositi porosi di carbonio assorbono gli antibiotici nell'acqua, rimuovendoli così. Però, poiché il legante organico generalmente utilizzato per sintetizzare MOF è molto costoso, il costo è un grosso ostacolo alla diffusione di questo metodo, applicazione pratica attraverso la produzione di massa.
Al fine di sviluppare una soluzione più conveniente, il team di ricerca KIST ha rivolto la sua attenzione alle bottiglie in PET che le persone usano nella vita di tutti i giorni. Il PET è un composto ad alto peso molecolare ottenuto dalla polimerizzazione di glicole etilenico e acido tereftalico, quest'ultimo viene utilizzato come legante organico per le sintesi di MOF. Il team di ricerca di KIST ha estratto un legante organico di elevata purezza da bottiglie di rifiuti in PET e lo ha utilizzato per sintetizzare un materiale adsorbente ad alta efficienza che potrebbe rimuovere efficacemente gli antibiotici dall'acqua in modo vantaggioso per l'ambiente ed economicamente.
Il team di ricerca di KIST ha estratto un legante organico di elevata purezza da bottiglie di rifiuti in PET e lo ha utilizzato per sintetizzare un materiale adsorbente ad alta efficienza che potrebbe rimuovere efficacemente gli antibiotici dall'acqua in modo vantaggioso per l'ambiente ed economicamente. Durante lo sviluppo di questo materiale adsorbente, un processo di idrolisi alcalina è stato utilizzato per indurre una reazione di neutralizzazione, con conseguente produzione di un acido tereftalico di elevata purezza. Credito:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Durante lo sviluppo di questo materiale adsorbente, un processo di idrolisi alcalina è stato utilizzato per indurre una reazione di neutralizzazione, con conseguente produzione di un acido tereftalico di elevata purezza. Per massimizzare l'efficienza del processo di idrolisi alcalina, il team di ricerca ha incorporato un processo catalizzatore a trasferimento di fase assistito da ultrasuoni. Ottimizzando questo processo, il team è stato in grado di estrarre con successo il 100% di acido tereftalico di elevata purezza, che hanno poi usato per sviluppare un composito di carbonio poroso. Il MOF a base di ferro è stato utilizzato come precursore per impartire magnetismo al materiale adsorbente. In questo modo, il team è stato in grado di sviluppare un eco-materiale che può essere facilmente separato dalla miscela dopo il processo di adsorbimento, utilizzando un campo magnetico esterno.
Il team di ricerca KIST ha testato l'efficienza del composito di carbonio poroso in termini di capacità di adsorbire "tetraciclina, "o l'antibiotico usato per curare le infezioni batteriche, dall'acqua. I test hanno dimostrato che il materiale di nuova concezione era in grado di rimuovere il 100% della tetraciclina in circa 90 minuti in condizioni generali dell'acqua (pH 6), con un tasso di assorbimento di 671,14 mg/g, che è un tasso superiore a quello degli adsorbenti sviluppati in precedenza. Per valutare la riutilizzabilità del composito di carbonio poroso, il processo di adsorbimento-desorbimento è stato condotto cinque volte. Anche dopo un uso ripetuto, il materiale ha mantenuto il 90% delle sue proprietà di adsorbimento, indicando un alto grado di stabilità e ampia applicabilità per il trattamento delle acque.
Il dottor Jung Kyung-won al KIST ha detto:"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."
