On estime qu'un milliard de personnes n'ont pas accès à l'eau potable, un problème qui devrait s'aggraver avec le changement climatique, selon l'Organisation mondiale de la santé. En outre, Les besoins énergétiques plus élevés et l'utilisation accrue de métaux lourds dans les processus industriels ont augmenté l'exposition humaine à ces matières toxiques provenant de l'eau potable au cours des dernières décennies. Les chercheurs rapportent maintenant dans ACS Science centrale un nouveau matériau capable d'éliminer les métaux lourds et de fournir de l'eau potable en quelques secondes.

Il existe de nombreuses sources d'exposition aux métaux lourds toxiques. Mener, en particulier, a été utilisé dans les peintures, émaux céramiques, bijoux, jouets et dans les tuyaux. Les méthodes commerciales actuelles pour éliminer les métaux lourds, y compris le plomb, de l'eau potable municipale peuvent être coûteuses en termes d'argent et d'énergie et sont inefficaces. En outre, certaines approches actuelles sont soit à usage unique, sont difficiles à régénérer ou peuvent produire d'importants déchets toxiques en tant que produit secondaire. Wendy L. Queen et ses collègues ont cherché à s'attaquer à ce problème avec des matériaux appelés cadres organométalliques (MOF) qui sont des réseaux de «filets» chimiques organiques avec des nœuds métalliques connus pour extraire des choses comme l'eau et les gaz de l'air. Cette capacité, De plus, la grande surface et l'accordabilité chimique des MOF en font un matériau prometteur pour éliminer sélectivement les métaux lourds de l'eau.

Les chercheurs ont créé un composite MOF/polymère stable à l'eau avec des matériaux respectueux de l'environnement et de la biologie et testé sa capacité à éliminer les métaux lourds de l'eau. Il avait l'une des capacités d'élimination les plus élevées signalées à ce jour, éliminer plus de 1,6 fois son propre poids de mercure et 40 pour cent de son poids en plomb. Les chercheurs ont testé les MOF dans des solutions avec des niveaux de plomb similaires à ceux trouvés dans des échantillons d'eau contaminée de Flint, Michigan. Ils ont découvert que le matériau peut rapidement réduire les concentrations de plomb à 2 parties par milliard, qui est la limite de l'Environmental Protection Agency des États-Unis pour les niveaux buvables.

Plus loin, les auteurs ont retiré le plomb de divers échantillons d'eau du monde réel du Rhône, la mer Méditerranée et une station d'épuration en Suisse. Les chercheurs ont également démontré comment le matériau pouvait être régénéré facilement sans produits toxiques. Les auteurs disent qu'ils poursuivent maintenant l'utilisation d'autres MOF spécialement conçus pour éliminer d'autres contaminants traces dans l'eau.