Naar schatting 1 miljard mensen hebben geen toegang tot schoon drinkwater, een probleem dat naar verwachting zal verergeren door klimaatverandering, volgens de Wereldgezondheidsorganisatie. In aanvulling, hogere energiebehoeften en toegenomen gebruik van zware metalen in industriële processen hebben de afgelopen decennia de blootstelling van mensen aan deze giftige stoffen uit drinkwater vergroot. Onderzoekers rapporteren nu in ACS Centrale Wetenschap een nieuw materiaal dat zware metalen kan verwijderen en binnen enkele seconden voor schoon drinkwater kan zorgen.

Er zijn veel bronnen van blootstelling aan giftige zware metalen. Leiding, vooral, is gebruikt in verven, keramische glazuren, sieraden, speelgoed en in pijpen. De huidige commerciële methoden om zware metalen, waaronder lood, uit gemeentelijk drinkwater te verwijderen, kunnen duur zijn in termen van geld en energie en zijn inefficiënt. In aanvulling, sommige huidige benaderingen zijn ofwel voor eenmalig gebruik, zijn moeilijk te regenereren of kunnen als bijproduct aanzienlijk giftig afval produceren. Wendy L. Queen en collega's probeerden dit probleem aan te pakken met materialen die metaalorganische raamwerken (MOF's) worden genoemd, netwerken van organisch-chemische 'stutten' met metalen knooppunten waarvan bekend is dat ze dingen als water en gassen uit de lucht halen. dat vermogen, plus het grote oppervlak en de chemische afstembaarheid van MOF's maken ze een veelbelovend materiaal om selectief zware metalen uit water te verwijderen.

De onderzoekers creëerden een waterstabiele MOF/polymeercomposiet met goedkope, milieu- en biologisch vriendelijke materialen en testte het vermogen om zware metalen uit water te verwijderen. Het had een van de hoogste gerapporteerde verwijderingscapaciteiten tot nu toe, het verwijderen van meer dan 1,6 keer zijn eigen gewicht aan kwik en 40 procent van zijn gewicht aan lood. De onderzoekers testten de MOF's in oplossingen met loodniveaus die vergelijkbaar zijn met die in verontreinigde watermonsters van Flint, Michigan. Ze ontdekten dat het materiaal loodconcentraties snel kan verlagen tot 2 delen per miljard, wat de U.S. Environmental Protection Agency-limiet is voor drinkbare niveaus.

Verder, de auteurs verwijderden lood uit verschillende echte watermonsters uit de rivier de Rhône, de Middellandse Zee en een afvalwaterzuiveringsinstallatie in Zwitserland. De onderzoekers toonden ook aan hoe het materiaal gemakkelijk kan worden geregenereerd zonder giftige producten. De auteurs zeggen dat ze nu andere speciaal ontworpen MOF's gebruiken om andere sporenverontreinigingen in water te verwijderen.