Uppskattningsvis 1 miljard människor har inte tillgång till rent dricksvatten, ett problem som förväntas förvärras med klimatförändringarna, enligt Världshälsoorganisationen. Dessutom, högre energibehov och ökad användning av tungmetaller i industriella processer har ökat mänsklig exponering för dessa giftiga material från dricksvatten under de senaste decennierna. Forskare rapporterar nu in ACS Central Science ett nytt material som kan ta bort tungmetaller och ge rent dricksvatten på några sekunder.

Det finns många källor till exponering för giftiga tungmetaller. Leda, särskilt, har använts i färger, keramiska glasyrer, Smycken, leksaker och i rör. Nuvarande kommersiella metoder för att ta bort tungmetaller inklusive bly från kommunalt dricksvatten kan vara dyra i form av pengar och energi och är ineffektiva. Dessutom, vissa nuvarande metoder är antingen engångsanvändning, är svåra att regenerera eller kan ge betydande giftigt avfall som biprodukt. Wendy L. Queen och kollegor försökte angripa detta problem med material som kallas metallorganiska ramverk (MOF) som är nätverk av organiska kemiska "stag" med metallnoder som är kända för att dra saker som vatten och gaser från luften. Den förmågan, plus den stora ytan och den kemiska avstämningsförmågan hos MOF gör dem till ett lovande material för att avlägsna tungmetaller selektivt från vatten.

Forskarna skapade en vattenstabil MOF/polymerkomposit med billiga, miljö- och biologiskt vänliga material och testade dess förmåga att ta bort tungmetaller från vatten. Den hade en av de högsta rapporterade borttagningskapaciteterna hittills, tar bort över 1,6 gånger sin egen vikt av kvicksilver och 40 procent av sin vikt i bly. Forskarna testade MOF i lösningar med blyhalter liknande de som finns i förorenade vattenprover från Flint, Michigan. De fann att materialet snabbt kan minska blykoncentrationerna till 2 delar per miljard, vilket är U.S. Environmental Protection Agencys gräns för drickbara nivåer.

Ytterligare, författarna tog bort bly från olika verkliga vattenprover från floden Rhône, Medelhavet och ett avloppsreningsverk i Schweiz. Forskarna visade också hur materialet lätt kunde regenereras utan giftiga produkter. Författarna säger att de nu fortsätter att använda andra specialdesignade MOF för att ta bort andra spårföroreningar i vatten.