I de siste årene har grafenoksidmembraner hovedsakelig blitt brukt til avsalting av sjøvann og fargestoffseparasjon. Membraner har imidlertid et bredt spekter av bruksområder, for eksempel i næringsmiddelindustrien.
Et forskerteam fra Global Aquatic Innovation Center ved Shinshu University har studert bruken av grafenoksidmembraner i melk. Denne typen membran danner vanligvis et tett smusslag (karbon, «Grafenoksidmembraner for laktosefri melk» på polymermembraner).
Lukk grafenoksidmembranen som er gjennomsyret av laktose og vann; la fett, proteiner og makromolekyler være igjen i melken.
Grafenoksidmembraner har fordelen av å produsere porøse begroingslag, slik at filtreringsytelsen deres kan opprettholdes bedre enn kommersielle polymermembraner. Den unike kjemien og lagdelte strukturen til grafenoksidmembranen gjør det mulig å forbedre penetreringen av laktose og vann, samtidig som den frastøter fett, protein og noen mineraler. Derfor kan teksturen, smaken og næringsverdien til melk bevares bedre sammenlignet med kommersielle polymerfilmer.
På grunn av den unike lagdelte strukturen til det porøse begroingslaget og grafenoksidmembranen, er konsentrasjonen av laktose og laktosepermeasjonsfluks mye høyere enn i kommersielle nanofiltreringsmembraner. Ved å bruke en støttemembran med en porestørrelse på 1 μm som grafenoksidmembran, forbedres irreversibel forurensning. Dette fører til dannelsen av et porøst begroingslag, som muliggjør en høyere gjenvinningsgrad av vannfluks etter at melken er filtrert.
Dette banebrytende arbeidet fremhever den utmerkede antifouling-egenskapen og den høye selektiviteten til laktose, og demonstrerer bruken av grafenoksidmembraner i næringsmiddelindustrien, spesielt meieriindustrien. Denne metoden beholder det store potensialet for å fjerne sukker fra drikkevarer, samtidig som den beholder andre ingredienser, og dermed øker næringsverdien.
De høye bunnstoffhemmende egenskapene til organiske løsninger (som melk) gjør det også til et ideelt valg for andre bruksområder (som avløpsrensing og medisinske applikasjoner). Gruppen planlegger å fortsette å utforske bruken av grafenoksidfilm.
Dette arbeidet er basert på gruppens tidligere forskningsresultater, nemlig utviklingen av sprøytede grafenoksidmembraner («Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes») for avsalting av sjøvann i naturlig nanoteknologi. Membranen viser forbedret kjemisk stabilitet ved å legge til få lag med grafen, samtidig som den viser stabil filtreringsytelse etter fem dagers drift. I tillegg er sprøyteavsetningsmetoden svært lovende når det gjelder skalerbarhet.
Dette banebrytende arbeidet fremhever den utmerkede antifouling-egenskapen og den høye selektiviteten til laktose, og demonstrerer bruken av grafenoksidmembraner i næringsmiddelindustrien, spesielt meieriindustrien. Denne metoden beholder det store potensialet for å fjerne sukker fra drikkevarer, samtidig som den beholder andre ingredienser, og dermed øker næringsverdien.
De høye bunnstoffhemmende egenskapene til organiske løsninger (som melk) gjør det også til et ideelt valg for andre bruksområder (som avløpsrensing og medisinske applikasjoner). Gruppen planlegger å fortsette å utforske bruken av grafenoksidfilm.
Dette arbeidet er basert på gruppens tidligere forskningsresultater, nemlig utviklingen av sprøytede grafenoksidmembraner («Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes») for avsalting av sjøvann i naturlig nanoteknologi. Membranen viser forbedret kjemisk stabilitet ved å legge til få lag med grafen, samtidig som den viser stabil filtreringsytelse etter fem dagers drift. I tillegg er sprøyteavsetningsmetoden svært lovende når det gjelder skalerbarhet.
Publisert: 20. juli 2021
