V posledných rokoch sa membrány z oxidu grafénu používali hlavne na odsoľovanie morskej vody a separáciu farbív. Membrány však majú široké uplatnenie, napríklad v potravinárskom priemysle.
Výskumný tím z Globálneho centra pre vodné inovácie Univerzity Shinshu študoval aplikáciu membrán z oxidu grafénu v mlieku. Tento druh membrány zvyčajne tvorí hustú vrstvu nečistôt (uhlík, „membrány z oxidu grafénu pre mlieko bez laktózy“ na polymérnych membránach).
Uzavrite membránu z oxidu grafénu prepustenú laktózou a vodou; tuky, bielkoviny a makromolekuly ponechajte v mlieku.
Membrány z oxidu grafénu majú výhodu v tom, že vytvárajú porézne vrstvy znečistenia, takže ich filtračný výkon sa dá lepšie udržiavať ako pri komerčných polymérnych membránach. Unikátna chemická štruktúra a vrstevnatá štruktúra membrány z oxidu grafénu umožňuje zlepšiť prenikanie laktózy a vody a zároveň odpudzuje tuk, bielkoviny a niektoré minerály. Preto sa textúra, chuť a nutričná hodnota mlieka dajú lepšie zachovať v porovnaní s komerčnými polymérnymi fóliami.
Vďaka jedinečnej vrstevnatej štruktúre pórovitej vrstvy znečistenia a membrány z oxidu grafénu je koncentrácia laktózy a permeačný tok laktózy oveľa vyšší ako u komerčných nanofiltračných membrán. Použitím nosnej membrány s veľkosťou pórov 1 μm ako membrány z oxidu grafénu sa zlepšuje nezvratná kontaminácia. To vedie k vytvoreniu pórovitej vrstvy znečistenia, ktorá umožňuje vyššiu mieru regenerácie toku vody po filtrácii mlieka.
Táto priekopnícka práca, ktorá zdôrazňuje vynikajúci antifoulingový výkon a vysokú selektivitu voči laktóze, demonštruje využitie membrán z oxidu grafénu v potravinárskom priemysle, najmä v mliekarenskom priemysle. Táto metóda si zachováva veľký potenciál odstraňovania cukru z nápojov a zároveň zachováva ostatné zložky, čím sa zvyšuje ich nutričná hodnota.
Vďaka vysokým antifoulingovým vlastnostiam roztokov bohatých na organické látky (ako je mlieko) sú ideálnou voľbou aj pre iné aplikácie (ako je čistenie odpadových vôd a medicínske aplikácie). Skupina plánuje pokračovať v skúmaní aplikácie filmu z oxidu grafénu.
Táto práca je založená na predchádzajúcich výsledkoch výskumu skupiny, konkrétne na vytvorení striekaných membrán z oxidu grafénu („Účinné odpudzovanie NaCl a farbív hybridnými membránami z oxidu grafénu/vrstveného grafénu“) pre odsoľovanie morskej vody v prírodnej nanotechnológii. Membrána vykazuje zvýšenú chemickú stabilitu pridaním niekoľkých vrstiev grafénu a zároveň stabilný filtračný výkon po piatich dňoch prevádzky. Okrem toho je metóda striekania veľmi sľubná z hľadiska škálovateľnosti.
Táto priekopnícka práca, ktorá zdôrazňuje vynikajúci antifoulingový výkon a vysokú selektivitu voči laktóze, demonštruje využitie membrán z oxidu grafénu v potravinárskom priemysle, najmä v mliekarenskom priemysle. Táto metóda si zachováva veľký potenciál odstraňovania cukru z nápojov a zároveň zachováva ostatné zložky, čím sa zvyšuje ich nutričná hodnota.
Vďaka vysokým antifoulingovým vlastnostiam roztokov bohatých na organické látky (ako je mlieko) sú ideálnou voľbou aj pre iné aplikácie (ako je čistenie odpadových vôd a medicínske aplikácie). Skupina plánuje pokračovať v skúmaní aplikácie filmu z oxidu grafénu.
Táto práca je založená na predchádzajúcich výsledkoch výskumu skupiny, konkrétne na vytvorení striekaných membrán z oxidu grafénu („Účinné odpudzovanie NaCl a farbív hybridnými membránami z oxidu grafénu/vrstveného grafénu“) pre odsoľovanie morskej vody v prírodnej nanotechnológii. Membrána vykazuje zvýšenú chemickú stabilitu pridaním niekoľkých vrstiev grafénu a zároveň stabilný filtračný výkon po piatich dňoch prevádzky. Okrem toho je metóda striekania veľmi sľubná z hľadiska škálovateľnosti.
Čas uverejnenia: 20. júla 2021
