Negli ultimi anni, le membrane in ossido di grafene sono state utilizzate principalmente per la desalinizzazione dell'acqua di mare e la separazione dei coloranti. Tuttavia, le membrane trovano una vasta gamma di applicazioni, come l'industria alimentare.
Un team di ricerca del Global Aquatic Innovation Center dell'Università di Shinshu ha studiato l'applicazione di membrane di ossido di grafene al latte. Questo tipo di membrana solitamente forma uno strato di sporco denso (carbonio, "Membrane di ossido di grafene per latte senza lattosio" su membrane polimeriche).
Chiudere la membrana di ossido di grafene permeata da lattosio e acqua; lasciare grassi, proteine e macromolecole nel latte.
Le membrane in ossido di grafene presentano il vantaggio di produrre strati porosi anti-sporcizia, garantendo così prestazioni di filtrazione migliori rispetto alle membrane polimeriche commerciali. La composizione chimica unica e la struttura stratificata della membrana in ossido di grafene consentono di migliorare la penetrazione di lattosio e acqua, respingendo al contempo grassi, proteine e alcuni minerali. Pertanto, la consistenza, il sapore e il valore nutrizionale del latte possono essere preservati meglio rispetto alle pellicole polimeriche commerciali.
Grazie all'esclusiva struttura a strati dello strato poroso di fouling e della membrana di ossido di grafene, la concentrazione di lattosio e il flusso di permeazione del lattosio sono molto più elevati rispetto a quelli delle membrane di nanofiltrazione commerciali. L'utilizzo di una membrana di supporto con pori di 1 μm come membrana di ossido di grafene migliora la contaminazione irreversibile. Ciò porta alla formazione di uno strato poroso di fouling, che consente un maggiore tasso di recupero del flusso d'acqua dopo la filtrazione del latte.
Evidenziando le eccellenti prestazioni anti-fouling e l'elevata selettività al lattosio, questo lavoro pionieristico dimostra l'applicazione delle membrane in ossido di grafene nell'industria alimentare, in particolare in quella lattiero-casearia. Questo metodo conserva l'elevato potenziale di rimozione dello zucchero dalle bevande, preservando al contempo gli altri ingredienti, aumentandone così il valore nutrizionale.
Le elevate proprietà anti-fouling delle soluzioni ricche di sostanze organiche (come il latte) lo rendono una scelta ideale anche per altre applicazioni (come il trattamento delle acque reflue e applicazioni mediche). Il gruppo prevede di continuare a esplorare l'applicazione del film di ossido di grafene.
Questo lavoro si basa sui risultati di precedenti ricerche del gruppo, in particolare sulla creazione di membrane di ossido di grafene spruzzato ("Efficace rigetto di NaCl e coloranti di membrane ibride a strati di ossido di grafene/grafene") per la desalinizzazione dell'acqua di mare nell'ambito della nanotecnologia naturale. La membrana mostra una maggiore stabilità chimica grazie all'aggiunta di pochi strati di grafene, e al contempo prestazioni di filtrazione stabili dopo cinque giorni di funzionamento. Inoltre, il metodo di deposizione a spruzzo è molto promettente in termini di scalabilità.
Evidenziando le eccellenti prestazioni anti-fouling e l'elevata selettività al lattosio, questo lavoro pionieristico dimostra l'applicazione delle membrane in ossido di grafene nell'industria alimentare, in particolare in quella lattiero-casearia. Questo metodo conserva l'elevato potenziale di rimozione dello zucchero dalle bevande, preservando al contempo gli altri ingredienti, aumentandone così il valore nutrizionale.
Le elevate proprietà anti-fouling delle soluzioni ricche di sostanze organiche (come il latte) lo rendono una scelta ideale anche per altre applicazioni (come il trattamento delle acque reflue e applicazioni mediche). Il gruppo prevede di continuare a esplorare l'applicazione del film di ossido di grafene.
Questo lavoro si basa sui risultati di precedenti ricerche del gruppo, in particolare sulla creazione di membrane di ossido di grafene spruzzato ("Efficace rigetto di NaCl e coloranti di membrane ibride a strati di ossido di grafene/grafene") per la desalinizzazione dell'acqua di mare nell'ambito della nanotecnologia naturale. La membrana mostra una maggiore stabilità chimica grazie all'aggiunta di pochi strati di grafene, e al contempo prestazioni di filtrazione stabili dopo cinque giorni di funzionamento. Inoltre, il metodo di deposizione a spruzzo è molto promettente in termini di scalabilità.
Data di pubblicazione: 20-lug-2021
