在許多國家，包括美國，澳大利亞，巴西，馬來西亞，印度和越南，向水中添加氟化物已經(jīng)很普遍。低濃度(低于1.5毫克/升)可以幫助預防蛀牙，甚至加強骨骼，但超過這個可能會產(chǎn)生相反的效果，導致嚴重的牙齒和骨骼疾病，尤其是兒童和發(fā)育中的胎兒。

為了控制情況，世界衛(wèi)生組織已將1.5 mg / L設定為飲用水中氟化物的最高限量。“為確定飲用水是否安全，我們需要檢測水中氟化物的百萬分率(ppm)，”EPFL Valais Wallis分子模擬實驗室的Kyriakos Stylianou說。“大約1-1.5 ppm對牙齒有益，但在許多國家，水源濃度超過2 ppm會導致嚴重的健康問題。”

但是，以足夠的精度測量如此低濃度的氟化物是昂貴的，并且需要裝備精良的化學實驗室。因此，水中的氟化物污染影響了當今的許多發(fā)展中國家，甚至發(fā)達國家的部分地區(qū)。

在Stylianou的帶領(lǐng)下，科學家團隊現(xiàn)在已經(jīng)建立了一種裝置，只需幾滴水即可精確測量氟化物濃度 - 即使是低水平污染 - 也可以簡單地改變顏色亮度。該設備發(fā)布于美國化學學會期刊(JACS)，名為SION-105，便攜式，比現(xiàn)有方法便宜得多，幾乎任何人都可以在現(xiàn)場使用。

該設備的關(guān)鍵是設計一種科學家合成的新材料(之后設備被命名)。該材料屬于“金屬 - 有機骨架”(MOF)家族，由與有機配體連接的金屬離子(或金屬離子簇)組成的化合物，從而形成一維，二維或三維結(jié)構(gòu)。由于其結(jié)構(gòu)多樣性，MOF可用于不斷增長的應用列表，例如分離石化產(chǎn)品，排毒水，以及從中獲取氫氣或甚至金。

SION-105默認發(fā)光，但遇到氟離子時會變暗。“添加幾滴水，通過監(jiān)測MOF的顏色變化可以說是否可以安全飲用水，”該論文的第一作者Mish Ebrahim解釋道。“現(xiàn)在可以在現(xiàn)場完成，沒有任何化學專業(yè)知識。”

研究人員使用該裝置測定了來自越南，阿拉伯聯(lián)合酋長國和沙特阿拉伯的不同地下水樣品中的氟化物含量。與使用離子色譜法(用于測量水中氟化物濃度的標準方法)進行的測量相比，數(shù)據(jù)非常好。

“這次比較展示了SION-105的性能和可靠性，再加上設備的便攜性和易用性，使其成為一個非常用戶友好的水處理采樣解決方案，適用于頻繁的氟化物濃度監(jiān)測至關(guān)重要的偏遠地區(qū)。 ，“Stylianou說。