Τα τελευταία χρόνια, οι μεμβράνες οξειδίου του γραφένιου έχουν χρησιμοποιηθεί κυρίως για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού και τον διαχωρισμό βαφής. Ωστόσο, οι μεμβράνες έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, όπως η βιομηχανία τροφίμων.
Μια ερευνητική ομάδα από το Παγκόσμιο Κέντρο Υδατικής Καινοτομίας του Πανεπιστημίου Shinshu έχει μελετήσει την εφαρμογή μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου στο γάλα. Αυτό το είδος μεμβράνης σχηματίζει συνήθως ένα πυκνό στρώμα βρωμιάς (άνθρακα, "μεμβράνες οξειδίου του γραφένιου για γάλα χωρίς λακτόζη" σε μεμβράνες πολυμερών.).
Κλείστε τη μεμβράνη οξειδίου του γραφένιου που διαπερνά την λακτόζη και το νερό. Αφήστε τα λίπη, τις πρωτεΐνες και τα μακρομόρια στο γάλα.
Οι μεμβράνες οξειδίου του γραφένιου έχουν το πλεονέκτημα ότι παράγουν πορώδη στρώματα ρύπανσης, έτσι ώστε η απόδοση διήθησης να μπορεί να διατηρηθεί καλύτερα από τις εμπορικές μεμβράνες πολυμερούς. Η μοναδική χημεία και η στρωματοποιημένη δομή της μεμβράνης οξειδίου του γραφένιου επιτρέπουν την ενίσχυση της διείσδυσης της λακτόζης και του νερού, ενώ απωθεί το λίπος, πρωτεΐνες και ορισμένα ορυκτά. Επομένως, η υφή, η γεύση και η διατροφική αξία του γάλακτος μπορούν να διατηρηθούν καλύτερα σε σύγκριση με τις εμπορικές φιλμ πολυμερούς.
Λόγω της μοναδικής στρωμένης δομής του στρώματος πορώδους ρύπανσης και της μεμβράνης οξειδίου του γραφένιου, η συγκέντρωση της ροής διαπερατότητας λακτόζης και λακτόζης είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των εμπορικών μεμβρανών νανοδωματοποίησης. Χρησιμοποιώντας μεμβράνη υποστήριξης με μέγεθος πόρων 1 μΜ ως μεμβράνη οξειδίου του γραφένιου, βελτιώνεται η μη αναστρέψιμη μόλυνση. Αυτό οδηγεί στο σχηματισμό ενός πορώδους στρώματος ρύπανσης, το οποίο επιτρέπει υψηλότερο ρυθμό ανάκτησης της ροής νερού μετά το φιλτράρισμα του γάλακτος.
Υπογραμμίζοντας την εξαιρετική αντεπλακοδοϊκή απόδοση και την υψηλή εκλεκτικότητα στη λακτόζη, αυτή η πρωτοποριακή εργασία καταδεικνύει την εφαρμογή των μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου στη βιομηχανία τροφίμων, ειδικά στη γαλακτοκομική βιομηχανία. Αυτή η μέθοδος διατηρεί τις μεγάλες δυνατότητες αφαίρεσης της ζάχαρης από τα ποτά, διατηρώντας παράλληλα άλλα συστατικά, αυξάνοντας έτσι τη διατροφική τους αξία.
Οι υψηλές αντιρρυπαντικές ιδιότητες των οργανικών πλούσιων λύσεων (όπως το γάλα) καθιστούν επίσης μια ιδανική επιλογή για άλλες εφαρμογές (όπως η επεξεργασία λυμάτων και οι ιατρικές εφαρμογές). Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να διερευνά την εφαρμογή του φιλμ οξειδίου του γραφένιου.
Αυτό το έργο βασίζεται στα προηγούμενα ερευνητικά αποτελέσματα της ομάδας, δηλαδή στη δημιουργία ψεκασμένων μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου ("αποτελεσματική απόρριψη NaCl και βαφής των υβριδικών μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου/γραφένιου") για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού στη φυσική νανοτεχνολογία. Η μεμβράνη παρουσιάζει ενισχυμένη χημική σταθερότητα προσθέτοντας λίγα στρώματα γραφένιου, ενώ παρουσιάζουν σταθερή απόδοση διήθησης μετά από πέντε ημέρες λειτουργίας. Επιπλέον, η μέθοδος εναπόθεσης ψεκασμού είναι πολύ ελπιδοφόρα όσον αφορά την επεκτασιμότητα.
Υπογραμμίζοντας την εξαιρετική αντεπλακοδοϊκή απόδοση και την υψηλή εκλεκτικότητα στη λακτόζη, αυτή η πρωτοποριακή εργασία καταδεικνύει την εφαρμογή των μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου στη βιομηχανία τροφίμων, ειδικά στη γαλακτοκομική βιομηχανία. Αυτή η μέθοδος διατηρεί τις μεγάλες δυνατότητες αφαίρεσης της ζάχαρης από τα ποτά, διατηρώντας παράλληλα άλλα συστατικά, αυξάνοντας έτσι τη διατροφική τους αξία.
Οι υψηλές αντιρρυπαντικές ιδιότητες των οργανικών πλούσιων λύσεων (όπως το γάλα) καθιστούν επίσης μια ιδανική επιλογή για άλλες εφαρμογές (όπως η επεξεργασία λυμάτων και οι ιατρικές εφαρμογές). Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να διερευνά την εφαρμογή του φιλμ οξειδίου του γραφένιου.
Αυτό το έργο βασίζεται στα προηγούμενα ερευνητικά αποτελέσματα της ομάδας, δηλαδή στη δημιουργία ψεκασμένων μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου ("αποτελεσματική απόρριψη NaCl και βαφής των υβριδικών μεμβρανών οξειδίου του γραφένιου/γραφένιου") για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού στη φυσική νανοτεχνολογία. Η μεμβράνη παρουσιάζει ενισχυμένη χημική σταθερότητα προσθέτοντας λίγα στρώματα γραφένιου, ενώ παρουσιάζουν σταθερή απόδοση διήθησης μετά από πέντε ημέρες λειτουργίας. Επιπλέον, η μέθοδος εναπόθεσης ψεκασμού είναι πολύ ελπιδοφόρα όσον αφορά την επεκτασιμότητα.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-20-2021
