Negli ultimi anni, le membrane di ossido di grafene sono state utilizzate principalmente per la desalinizzazione dell'acqua di mare e la separazione dei coloranti. Tuttavia, le membrane hanno una vasta gamma di applicazioni, come ad esempio nell'industria alimentare.
Un team di ricerca del Global Aquatic Innovation Center dell'Università di Shinshu ha studiato l'applicazione delle membrane di ossido di grafene nel latte. Questo tipo di membrana di solito 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 formare strati di incrostazione porosi, consentendo così di mantenere prestazioni di filtrazione migliori rispetto alle membrane polimeriche commerciali. La particolare composizione chimica e la struttura stratificata della membrana in ossido di grafene permettono di migliorare la penetrazione di lattosio e acqua, respingendo al contempo grassi, proteine e alcuni minerali. Di conseguenza, la consistenza, il sapore e il valore nutrizionale del latte vengono preservati meglio rispetto alle membrane polimeriche commerciali.
Grazie all'esclusiva struttura stratificata dello strato di incrostazione poroso e della membrana di ossido di grafene, la concentrazione di lattosio e il flusso di permeazione del lattosio risultano molto più elevati rispetto a quelli delle membrane di nanofiltrazione commerciali. L'utilizzo di una membrana di supporto con una dimensione dei pori di 1 μm, come la membrana di ossido di grafene, migliora la contaminazione irreversibile. Ciò porta alla formazione di uno strato di incrostazione poroso, che consente un tasso di recupero del flusso d'acqua più elevato dopo la filtrazione del latte.
Evidenziando le sue eccellenti proprietà anti-incrostazione e l'elevata selettività nei confronti del lattosio, questo lavoro pionieristico dimostra l'applicazione delle membrane di ossido di grafene nell'industria alimentare, in particolare in quella lattiero-casearia. Questo metodo conserva il grande potenziale di rimozione dello zucchero dalle bevande, mantenendo intatti gli altri ingredienti e aumentandone così il valore nutrizionale.
Le elevate proprietà antivegetative delle soluzioni ricche di sostanza organica (come il latte) le rendono una scelta ideale anche per altre applicazioni (come il trattamento delle acque reflue e le 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, ovvero la creazione di membrane di ossido di grafene spruzzate ("Efficace rigetto di NaCl e coloranti di membrane ibride stratificate di ossido di grafene/grafene") per la desalinizzazione dell'acqua di mare nell'ambito delle nanotecnologie naturali. La membrana mostra una maggiore stabilità chimica grazie all'aggiunta di pochi strati di grafene, esibendo al contempo prestazioni di filtrazione stabili dopo cinque giorni di funzionamento. Inoltre, il metodo di deposizione a spruzzo si dimostra molto promettente in termini di scalabilità.
Evidenziando le sue eccellenti proprietà anti-incrostazione e l'elevata selettività nei confronti del lattosio, questo lavoro pionieristico dimostra l'applicazione delle membrane di ossido di grafene nell'industria alimentare, in particolare in quella lattiero-casearia. Questo metodo conserva il grande potenziale di rimozione dello zucchero dalle bevande, mantenendo intatti gli altri ingredienti e aumentandone così il valore nutrizionale.
Le elevate proprietà antivegetative delle soluzioni ricche di sostanza organica (come il latte) le rendono una scelta ideale anche per altre applicazioni (come il trattamento delle acque reflue e le 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, ovvero la creazione di membrane di ossido di grafene spruzzate ("Efficace rigetto di NaCl e coloranti di membrane ibride stratificate di ossido di grafene/grafene") per la desalinizzazione dell'acqua di mare nell'ambito delle nanotecnologie naturali. La membrana mostra una maggiore stabilità chimica grazie all'aggiunta di pochi strati di grafene, esibendo al contempo prestazioni di filtrazione stabili dopo cinque giorni di funzionamento. Inoltre, il metodo di deposizione a spruzzo si dimostra molto promettente in termini di scalabilità.
Data di pubblicazione: 20 luglio 2021
