En los últimos años, Las membranas de óxido de grafeno se han estudiado principalmente para la desalinización de agua y la separación de tintes. Sin embargo, las membranas tienen una amplia gama de aplicaciones, como en la industria alimentaria. Un grupo de investigación dirigido por Aaron Morelos-Gomez del Global Aqua Innovation Center de la Universidad Shinshu investigó la aplicación de membranas de óxido de grafeno para la leche, que típicamente crea densas capas de incrustaciones en membranas poliméricas.

Las membranas de óxido de grafeno tienen la ventaja de crear una capa de suciedad porosa. Por lo tanto, su rendimiento de filtración se puede mantener mejor que las membranas poliméricas comerciales. La estructura química y laminar única de la membrana de óxido de grafeno permitió una mayor penetración de lactosa y agua mientras rechazaba la grasa. proteínas, y algunos minerales. Así la textura, sabor, y el valor nutricional de la leche se conservó mejor que con las membranas poliméricas comerciales.

La concentración de lactosa y el flujo de permeado de lactosa fue mucho mayor que la de las membranas de nanofiltración comerciales, debido a la capa de suciedad porosa y la estructura laminar única de la membrana de óxido de grafeno. El ensuciamiento irreversible se mejoró mediante el uso de una membrana de soporte con un tamaño de poro de 1 μm para la membrana de óxido de grafeno. Esto provocó la formación de una capa de suciedad porosa que permitió una mayor recuperación del flujo de agua después de la filtración de la leche.

Destacando su excelente propiedad antiincrustante y alta selectividad por la lactosa, este trabajo pionero demuestra la aplicación de membranas de óxido de grafeno para la industria alimentaria, particularmente la industria láctea. Este método conserva un alto potencial para eliminar los azúcares de las bebidas mientras conserva otros ingredientes, aumentando así su valor nutricional. La alta propiedad antiincrustante frente a una solución rica en materia orgánica, como la leche, también lo convierte en un candidato ideal para otras aplicaciones como el tratamiento de aguas residuales y aplicaciones médicas. El grupo planea seguir explorando las aplicaciones de las membranas de óxido de grafeno.

Este trabajo se basó en los hallazgos anteriores del grupo para crear membranas de óxido de grafeno recubiertas por pulverización para la desalinización de agua en Nanotecnología de la naturaleza 12 (2017), 1083-1088. Las membranas mostraron una estabilidad química mejorada al agregar grafeno de pocas capas mientras demostraban un rendimiento de filtración estable después de cinco días de operación. Además, El método de deposición por recubrimiento por pulverización es prometedor para la escalabilidad.