Il cromo esavalente continua a contaminare le fonti d'acqua in tutto il mondo, con una società statunitense multata proprio questo febbraio per aver messo a rischio i dipendenti. Il cromo esavalente è considerato estremamente tossico, soprattutto se inalato o ingerito, e il suo utilizzo è regolamentato in Europa e in molti paesi del mondo. Si pensa che sia genotossico, portando a danni al DNA e alla formazione di tumori cancerosi.

Ora, i chimici dell'EPFL stanno sviluppando processi efficienti dal punto di vista energetico per la rimozione di contaminanti, questa volta cromo esavalente, dall'acqua. I risultati sono pubblicati oggi nel Journal of Materials Chemistry A .

"Fornire l'accesso all'acqua pulita è una delle sfide più importanti del nostro tempo, ", afferma l'autore principale Wendy Queen del Laboratorio di materiali funzionali dell'EPFL. "Lo sviluppo di processi efficienti dal punto di vista energetico in grado di rimuovere rapidamente i contaminanti dell'acqua gioca un ruolo importante nel nostro sforzo per migliorare globalmente la salute umana e il benessere ambientale".

Queen e colleghi stanno sviluppando materiali simili a spugne in grado di raccogliere sostanze specifiche dalla soluzione. I loro materiali sono in realtà cristalli, chiamate strutture metallo-organiche (MOF), e gli scienziati stanno adattando queste strutture cristalline per catturare una particolare sostanza.

I materiali sono estremamente porosi e la superficie di contatto contenuta in un grammo di questi MOF può essere grande quanto quella di un campo da calcio. La sostanza bersaglio entra quindi in questi pori e si attacca alla superficie interna in un processo chiamato adsorbimento.

Gli scienziati hanno precedentemente dimostrato che i loro materiali possono assorbire efficacemente altre sostanze disciolte in soluzione, come l'oro, mercurio e piombo. Ad esempio, 1 grammo di MOF produce quasi 1 grammo di oro. Regina, in collaborazione con lo scienziato dell'EPFL Berend Smit e l'EPFL Ph.D. studentessa Bardiya Valizadeh, ha dimostrato l'estrazione del cromo esavalente dall'acqua. Con cromo esavalente, una sostanza relativamente leggera, i MOF possono estrarre circa 208 milligrammi per grammo di MOF. Anche, se fai luce sul MOF, trasforma quindi il cromo esavalente altamente tossico in un cromo trivalente relativamente non tossico.

Sono necessari ulteriori sviluppi per implementare la tecnologia per la decontaminazione dell'acqua al di fuori del laboratorio.

"Il bello delle nostre spugne è che sono relativamente facili ed economiche da realizzare, " spiega Queen. "Il prossimo passo è testare le nostre spugne su scala più ampia".

Per esempio, gli scienziati si aspettano che 1 kg di MOF costi circa 15 CHF da realizzare, mentre 1 kg d'oro vale circa 55 000 franchi.