Según la Organización Mundial de la Salud, casi mil millones de personas no tienen acceso a agua potable limpia, y se espera que ese número aumente con el cambio climático. Mientras tanto, nuestras necesidades energéticas y el uso de metales pesados en los procesos industriales han aumentado infinitamente.exposición a materiales tóxicos en el agua.
Los métodos comerciales actuales para eliminar metales pesados, incluido el plomo del agua potable municipal, tienden a ser costosos y consumen energía, sin ser lo suficientemente eficientes. Los enfoques menos convencionales pueden ser más eficientes, pero son de un solo uso, difíciles de regenerar o producen importantesResiduos tóxicos como producto secundario.
Ahora, el laboratorio de la profesora Wendy Lee Queen en EPFL, con sus colegas de la Universidad de California Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han encontrado una solución utilizando marcos metálicos orgánicos MOF, que son materiales formados por nodos metálicos interconectados por orgánicos"puntales" químicos. Sus superficies internas sin precedentes y su fácil capacidad de ajuste químico permiten a los MOF "extraer" el vapor de agua y otros gases del aire. Estas mismas características los convierten en materiales prometedores para eliminar selectivamente metales pesados del agua.
Un estudiante de doctorado en EPFL-Valais, Daniel T. Sun, ha diseñado un compuesto MOF / polímero estable al agua usando materiales baratos, ecológicos y biológicos. Los científicos trataron un MOF, conocido como Fe-BTC, con dopamina, quepolimerizado a polidopamina PDA que fija el polímero dentro del MOF. El compuesto final, llamado Fe-BTC / PDA, puede eliminar rápida y selectivamente grandes cantidades de metales pesados como plomo y mercurio de muestras de agua del mundo real. De hecho, puedeeliminar más de 1,6 veces su propio peso de mercurio y 0,4 veces su peso de plomo.
Fe-BTC / PDA se probó en soluciones tan tóxicas como algunas de las peores muestras de agua encontradas en Flint, Michigan. Las pruebas mostraron que el MOF puede, en cuestión de segundos, reducir las concentraciones de plomo a 2 partes por mil millones,un nivel que la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y la Organización Mundial de la Salud consideran potable.
Los científicos también eliminaron el plomo de varias muestras de agua del mundo real obtenidas del río Ródano, el mar Mediterráneo y una planta de tratamiento de aguas residuales en Suiza. También mostraron cómo el material podía regenerarse fácilmente.
Existen múltiples fuentes de exposición a metales pesados tóxicos. Por ejemplo, el plomo se usa en pinturas, esmaltes cerámicos, joyas, juguetes y tuberías. Considerando esto, el enfoque con el nuevo MOF es muy prometedor para resolver las limitaciones actuales del aguasistemas de limpieza. Los autores del estudio ahora están probando otros MOF nuevos especialmente diseñados para eliminar otros tipos de contaminantes traza en el agua y el aire.
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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