3가 구리(Cu(III)) 종은 수생 환경에서 항생제 내성균과 항생제 내성 유전자를 제거하는 데 유망한 후보로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 Cu(III) 생성을 향상시키는 유사-펜톤 촉매로서 defect-rich Cu2O (D-Cu2O) 나노 입자의 가능성을 탐구하였습니다. D-Cu2O/H2O2 시스템은 기존 Cu2O/H2O2 시스템과 비교하여 항생제 내성균, 세포 외 및 세포 내 항생제 내성 유전자에 대해 평균 약 3배 더 높은 소독 효율을 보였습니다. 실험 결과와 밀도 범함수 이론 계산을 통해 D-Cu2O의 불포화 구리 원자가 더 높은 H2O2 흡착 에너지를 가지고 있어 Cu(III)의 생성을 촉진하는 것이 밝혀졌습니다. Cu(III)-과요오드산염 착물 형성 반응은 Cu2O/H2O2 시스템에 비해 D-Cu2O/H2O2 시스템에서 5배 향상된 Cu(III) 생성을 검증했습니다. 또한, D-Cu2O/H2O2 시스템은 5회 반복 사이클에서도 항생제 내성균을 99.99% 수준까지 감소시키며 우수한 재사용성을 보였고, 다양한 수질 조건과 미생물 종에서도 우수한 효과를 입증하였습니다. 이러한 결과는 결함 공학을 기반으로 하는 D-Cu2O/H2O2 시스템이 수질 안전과 지속 가능한 소독 기술 개선에 잠재력을 가지고 있음을 시사합니다.