پژوهشگران با استفاده از چارچوب‌های آلی فلزی، فرآیندی برای شیرین‌سازی آب ارائه کردند که در مدت زمان بسیار کوتاه می‌تواند آب شیرین تولید کند.

دسترسی به آب آشامیدنی پاک و سالم ضرورتی است که به شکل نگران کنند‌ه‌ای در بسیاری از مناطق جهان برآورده نمی‌شود. در یک پروژه جدید از ماده‌ای به نام چارچوب آلی فلزی (MOF) برای فیلتر کردن آلاینده‌ها از آب دریا استفاده شده است.

محققان با این روش موفق به تولید مقادیر زیادی آب شیرین در روز شدند در حالی که انرژی بسیار کمتری نسبت به روش‌های دیگر مصرف می‌کند.

چارچوب‌های آلی فلزی مواد متخلخل با مساحت سطحی بالا هستند که از نظر تئوری، یک قاشق چای‌خوری از این چارچوب‌های آلی فلزی، می‌تواند سطحی بیشتر از یک زمین فوتبال داشته باشد. همین سطح زیاد باعث می‌شود که بتواند مولکول‌ها و ذرات را جذب کند.

در این پروژه، محققان نوع جدیدی از MOF را با نام PSP-MIL-۵۳ تولید کردند تا نمک و ناخالصی‌ها را در آب شور و آب دریا به دام بیندازد. هنگامی‌که این ماده در آب قرار می‌گیرد، یون‌ها را به‌طور انتخابی از فاز سیال بیرون می‌کشد و آن‌ها را روی سطح خود نگه می‌دارد.

این فناوری می‌تواند در مدت زمان ۳۰ دقیقه، مواد جامد محلول (TDS) موجود در آب را از ۲۲۳۳ قسمت در میلیون (ppm) به زیر ppm ۵۰۰ کاهش دهد. این مقدار کاملا زیر آستانه ۶۰۰ ppm است که سازمان بهداشت جهانی برای آب آشامیدنی سالم توصیه می‌کند.

با استفاده از این روش می‌توان روزانه به میزان ۱۳۹٫۵ لیتر (۳۶٫۹ گالن) آب شیرین با هر کیلوگرم MOF تولید کرد. هنگامی که MOF از ذرات پر شوند، می‌توان به راحتی آن‌ها را برای استفاده مجدد تمیز کرد. برای این‌کار، MOF در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد که باعث می‌شود نمک‌های نفوذ کرده در ساختار چهارچوب آلی فلزی در کمتر از چهار دقیقه آزاد شود.

این تیم تحقیقاتی می‌گوید که این MOF‌های جدید سریع‌تر از دیگر روش‌ها عمل می‌کند و در طول چرخه فعالیت به انرژی بسیار کمتری نیاز دارد.

نتایج این پروژه در نشریه Nature Sustainability منتشر شده است. هوانتینگ وانگ، نویسنده اصلی این مقاله می‌گوید: «فرآیند‌های نمک‌زدایی حرارتی برای انجام تبخیر، انرژی زیادی را صرف می‌کند و سایر فناوری‌ها مانند اسمز معکوس دارای مشکلاتی از جمله مصرف زیاد انرژی و همچنین نیاز به استفاده از مواد شیمیایی در تمیز کردن غشاء هستند. نور خورشید فراوان‌ترین و تجدیدپذیرترین منبع انرژی در کره زمین است. این فناوری جدید یک فرآیند نمک‌زدایی بر پایه جاذب از طریق استفاده از نور خورشید را در اختیار ما قرار می‌دهد، که یک راه حل با مصرف انرژی مناسب و سازگار با محیط‌زیست است.»