През последните няколко години графеноксидните мембрани се използват главно за обезсоляване на морска вода и отделяне на багрила. Въпреки това, мембраните имат широк спектър от приложения, като например в хранително-вкусовата промишленост.
Изследователски екип от Глобалния център за водни иновации към университета Шиншу е проучил приложението на графен оксидни мембрани в млякото. Този вид мембрана обикновено образува плътен слой мръсотия (въглерод, „Графенооксидни мембрани за мляко без лактоза“ върху полимерни мембрани).
Затваря мембраната от графенов оксид, проникната от лактоза и вода; оставя мазнини, протеини и макромолекули в млякото.
Графеноксидните мембрани имат предимството да създават порести слоеве за замърсяване, така че филтрационната им ефективност може да се поддържа по-добре в сравнение с търговските полимерни мембрани. Уникалната химия и слоеста структура на графеноксидната мембрана позволяват подобряване на проникването на лактоза и вода, като същевременно отблъскват мазнини, протеини и някои минерали. Следователно, текстурата, вкусът и хранителната стойност на млякото могат да бъдат по-добре запазени в сравнение с търговските полимерни филми.
Благодарение на уникалната слоеста структура на порестия слой от замърсяване и графеноксидната мембрана, концентрацията на лактоза и потокът на проникване на лактоза са много по-високи от тези на търговските нанофилтрационни мембрани. Чрез използването на поддържаща мембрана с размер на порите 1 μm като графеноксидна мембрана се подобрява необратимото замърсяване. Това води до образуването на порест слой от замърсяване, което позволява по-висока скорост на възстановяване на водния поток след филтриране на млякото.
Подчертавайки отличните си противообрастващи свойства и високата си селективност към лактоза, тази пионерска работа демонстрира приложението на графен оксидните мембрани в хранително-вкусовата промишленост, особено в млечната промишленост. Този метод запазва големия потенциал за отстраняване на захар от напитките, като същевременно запазва други съставки, като по този начин увеличава тяхната хранителна стойност.
Високите противообрастващи свойства на богатите на органични вещества разтвори (като мляко) ги правят идеален избор и за други приложения (като пречистване на отпадъчни води и медицински приложения). Групата планира да продължи да проучва приложението на графенов оксиден филм.
Тази работа се основава на предишни изследователски резултати на групата, а именно създаването на пръскани мембрани от графенов оксид („Ефективно NaCl и отхвърляне на багрила от хибридни слоести мембрани от графенов оксид/графен“) за обезсоляване на морска вода в естествена нанотехнология. Мембраната показва подобрена химическа стабилност чрез добавяне на няколко слоя графен, като същевременно показва стабилна филтрационна ефективност след пет дни работа. Освен това, методът на пръскащо отлагане е многообещаващ по отношение на мащабируемостта.
Подчертавайки отличните си противообрастващи свойства и високата си селективност към лактоза, тази пионерска работа демонстрира приложението на графен оксидните мембрани в хранително-вкусовата промишленост, особено в млечната промишленост. Този метод запазва големия потенциал за отстраняване на захар от напитките, като същевременно запазва други съставки, като по този начин увеличава тяхната хранителна стойност.
Високите противообрастващи свойства на богатите на органични вещества разтвори (като мляко) ги правят идеален избор и за други приложения (като пречистване на отпадъчни води и медицински приложения). Групата планира да продължи да проучва приложението на графенов оксиден филм.
Тази работа се основава на предишни изследователски резултати на групата, а именно създаването на пръскани мембрани от графенов оксид („Ефективно NaCl и отхвърляне на багрила от хибридни слоести мембрани от графенов оксид/графен“) за обезсоляване на морска вода в естествена нанотехнология. Мембраната показва подобрена химическа стабилност чрез добавяне на няколко слоя графен, като същевременно показва стабилна филтрационна ефективност след пет дни работа. Освен това, методът на пръскащо отлагане е многообещаващ по отношение на мащабируемостта.
Време на публикуване: 20 юли 2021 г.
