Si stima che 1 miliardo di persone non abbia accesso all'acqua potabile pulita, un problema destinato a peggiorare con il cambiamento climatico, secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità. Inoltre, un maggiore fabbisogno energetico e un maggiore uso di metalli pesanti nei processi industriali hanno aumentato l'esposizione umana a questi materiali tossici dall'acqua potabile negli ultimi decenni. I ricercatori ora riferiscono in Scienze Centrali ACS un nuovo materiale in grado di rimuovere i metalli pesanti e fornire acqua potabile pulita in pochi secondi.

Ci sono molte fonti di esposizione a metalli pesanti tossici. Condurre, in particolare, è stato utilizzato nelle vernici, smalti ceramici, gioielleria, giocattoli e in tubi. Gli attuali metodi commerciali per rimuovere i metalli pesanti, compreso il piombo, dall'acqua potabile municipale possono essere costosi in termini di denaro ed energia e sono inefficienti. Inoltre, alcuni approcci attuali sono monouso, sono difficili da rigenerare o possono produrre significativi rifiuti tossici come prodotto secondario. Wendy L. Queen e colleghi hanno cercato di affrontare questo problema con materiali chiamati strutture metalliche organiche (MOF) che sono reti di "strutture" chimiche organiche con nodi metallici noti per estrarre cose come acqua e gas dall'aria. quella capacità, inoltre l'ampia superficie e la sintonizzabilità chimica dei MOF li rendono un materiale promettente per rimuovere selettivamente i metalli pesanti dall'acqua.

I ricercatori hanno creato un composito MOF/polimero stabile all'acqua con materiali rispettosi dell'ambiente e della biologia e testato la sua capacità di rimuovere i metalli pesanti dall'acqua. Aveva una delle più alte capacità di rimozione segnalate fino ad oggi, rimuovendo oltre 1,6 volte il proprio peso di mercurio e il 40% del suo peso in piombo. I ricercatori hanno testato i MOF in soluzioni con livelli di piombo simili a quelli trovati in campioni di acqua contaminata da Flint, Michigan. Hanno scoperto che il materiale può ridurre rapidamente le concentrazioni di piombo a 2 parti per miliardo, che è il limite dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti per i livelli potabili.

Ulteriore, gli autori hanno rimosso il piombo da vari campioni di acqua del mondo reale dal fiume Rodano, nel Mar Mediterraneo e un impianto di trattamento delle acque reflue in Svizzera. I ricercatori hanno anche dimostrato come il materiale potrebbe essere facilmente rigenerato senza prodotti tossici. Gli autori affermano che ora stanno cercando di utilizzare altri MOF appositamente progettati per rimuovere altri contaminanti in tracce nell'acqua.