Pēdējos gados grafēna oksīda membrānas galvenokārt ir izmantotas jūras ūdens atsāļošanai un krāsvielu atdalīšanai. Tomēr membrānām ir plašs pielietojumu klāsts, piemēram, pārtikas rūpniecībā.
Šinshu universitātes Globālā ūdens inovāciju centra pētnieku komanda ir pētījusi grafēna oksīda membrānu pielietojumu pienā. Šāda veida membrāna parasti veido blīvu netīrumu slāni (oglekļa slāni, “Grafēna oksīda membrānas pienam bez laktozes” uz polimēru membrānām).
Aizveriet grafēna oksīda membrānu, ko caurlaidina laktoze un ūdens; atstājiet pienā taukus, olbaltumvielas un makromolekulas.
Grafēna oksīda membrānām ir priekšrocība, ka tās rada porainus piesārņojuma slāņus, tāpēc to filtrācijas veiktspēju var labāk saglabāt nekā komerciālās polimēru membrānas. Grafēna oksīda membrānas unikālā ķīmiskā sastāva un slāņainā struktūra ļauj uzlabot laktozes un ūdens iekļūšanu, vienlaikus atgrūžot taukus, olbaltumvielas un dažus minerālus. Tādēļ piena tekstūra, garša un uzturvērtība var tikt labāk saglabāta salīdzinājumā ar komerciālajām polimēru plēvēm.
Pateicoties porainā piesārņojuma slāņa un grafēna oksīda membrānas unikālajai slāņveida struktūrai, laktozes un laktozes permeācijas plūsmas koncentrācija ir daudz augstāka nekā komerciālajām nanofiltrācijas membrānām. Izmantojot atbalsta membrānu ar poru izmēru 1 μm kā grafēna oksīda membrānu, tiek uzlabota neatgriezeniska piesārņojuma veidošanās. Tas noved pie poraina piesārņojuma slāņa veidošanās, kas nodrošina lielāku ūdens plūsmas atgūšanas ātrumu pēc piena filtrēšanas.
Izceļot tā izcilo pretapaugšanas veiktspēju un augsto selektivitāti pret laktozi, šis novatoriskais darbs demonstrē grafēna oksīda membrānu pielietojumu pārtikas rūpniecībā, īpaši piena rūpniecībā. Šī metode saglabā lielo potenciālu cukura atdalīšanai no dzērieniem, vienlaikus saglabājot citas sastāvdaļas, tādējādi palielinot to uzturvērtību.
Organiskām vielām bagātu šķīdumu (piemēram, piena) augstās pretapaugšanas īpašības padara tos par ideālu izvēli arī citām lietojumprogrammām (piemēram, notekūdeņu attīrīšanai un medicīniskiem nolūkiem). Grupa plāno turpināt pētīt grafēna oksīda plēves pielietojumu.
Šis darbs ir balstīts uz grupas iepriekšējo pētījumu rezultātiem, proti, izsmidzinātu grafēna oksīda membrānu izveidi ("Efektīva NaCl un krāsvielu atgrūšana hibrīdās grafēna oksīda/grafēna slāņveida membrānās") jūras ūdens atsāļošanai, izmantojot dabisko nanotehnoloģiju. Membrāna uzrāda uzlabotu ķīmisko stabilitāti, pievienojot dažus grafēna slāņus, vienlaikus demonstrējot stabilu filtrācijas veiktspēju pēc piecu dienu darbības. Turklāt izsmidzināšanas uzklāšanas metode ir ļoti daudzsološa mērogojamības ziņā.
Izceļot tā izcilo pretapaugšanas veiktspēju un augsto selektivitāti pret laktozi, šis novatoriskais darbs demonstrē grafēna oksīda membrānu pielietojumu pārtikas rūpniecībā, īpaši piena rūpniecībā. Šī metode saglabā lielo potenciālu cukura atdalīšanai no dzērieniem, vienlaikus saglabājot citas sastāvdaļas, tādējādi palielinot to uzturvērtību.
Organiskām vielām bagātu šķīdumu (piemēram, piena) augstās pretapaugšanas īpašības padara tos par ideālu izvēli arī citām lietojumprogrammām (piemēram, notekūdeņu attīrīšanai un medicīniskiem nolūkiem). Grupa plāno turpināt pētīt grafēna oksīda plēves pielietojumu.
Šis darbs ir balstīts uz grupas iepriekšējo pētījumu rezultātiem, proti, izsmidzinātu grafēna oksīda membrānu izveidi ("Efektīva NaCl un krāsvielu atgrūšana hibrīdās grafēna oksīda/grafēna slāņveida membrānās") jūras ūdens atsāļošanai, izmantojot dabisko nanotehnoloģiju. Membrāna uzrāda uzlabotu ķīmisko stabilitāti, pievienojot dažus grafēna slāņus, vienlaikus demonstrējot stabilu filtrācijas veiktspēju pēc piecu dienu darbības. Turklāt izsmidzināšanas uzklāšanas metode ir ļoti daudzsološa mērogojamības ziņā.
Publicēšanas laiks: 2021. gada 20. jūlijs
