בשנים האחרונות, ממברנות תחמוצת גרפן שימשו בעיקר להתפלת מי ים ולהפרדת צבעים. עם זאת, לממברנות מגוון רחב של יישומים, כגון בתעשיית המזון.
צוות מחקר ממרכז החדשנות הימית הגלובלי של אוניברסיטת שינשו חקר את השימוש בממברנות תחמוצת גרפן בחלב. סוג זה של ממברנה יוצר בדרך כלל שכבת לכלוך צפופה (פחמן, "ממברנות תחמוצת גרפן לחלב ללא לקטוז" על גבי ממברנות פולימר).
סגרו את קרום תחמוצת הגרפן החדור בלקטוז ובמים; השאירו שומנים, חלבונים ומקרומולקולות בחלב.
לממברנות תחמוצת גרפן יש יתרון של יצירת שכבות זיהום נקבוביות, כך שניתן לשמור על ביצועי הסינון שלהן טוב יותר מאשר ממברנות פולימר מסחריות. הכימיה הייחודית והמבנה השכבתי של ממברנת תחמוצת הגרפן מאפשרים לשפר את חדירת הלקטוז והמים, תוך דחיית שומן, חלבון וכמה מינרלים. לכן, ניתן לשמר טוב יותר את המרקם, הטעם והערך התזונתי של החלב בהשוואה לסרטי פולימר מסחריים.
בשל המבנה השכבתי הייחודי של שכבת הזיהום הנקבובית וממברנת תחמוצת הגרפן, ריכוז הלקטוז ושטף חדירת הלקטוז גבוה בהרבה מזה של ממברנות ננו-סינון מסחריות. באמצעות קרום תמיכה בגודל נקבוביות של 1 מיקרומטר כממברנת תחמוצת הגרפן, משפרים את הזיהום הבלתי הפיך. זה מוביל להיווצרות שכבת זיהום נקבובית, המאפשרת קצב התאוששות גבוה יותר של שטף מים לאחר סינון החלב.
עבודה חלוצית זו, המדגישה את ביצועיה המצוינים במניעת עכירות ואת הסלקטיביות הגבוהה שלה ללקטוז, מדגימה את היישום של ממברנות תחמוצת גרפן בתעשיית המזון, ובמיוחד בתעשיית החלב. שיטה זו שומרת על הפוטנציאל הרב של הסרת סוכר ממשקאות, תוך שמירה על מרכיבים אחרים, ובכך מגדילה את ערכם התזונתי.
התכונות הגבוהות של נוגדות עכירות של תמיסות עשירות במים אורגניים (כגון חלב) הופכות אותן גם לבחירה אידיאלית עבור יישומים אחרים (כגון טיפול בשפכים ויישומים רפואיים). הקבוצה מתכננת להמשיך ולחקור את היישום של סרט תחמוצת גרפן.
עבודה זו מבוססת על תוצאות מחקר קודמות של הקבוצה, דהיינו יצירת ממברנות תחמוצת גרפן מרוססות ("דחיית NaCl וצבע יעילה של ממברנות שכבות גרפן היברידיות/גרפן") להתפלת מי ים בננוטכנולוגיה טבעית. הממברנה מציגה יציבות כימית משופרת על ידי הוספת מספר שכבות של גרפן, תוך הצגת ביצועי סינון יציבים לאחר חמישה ימי פעולה. בנוסף, שיטת שקיעת הריסוס מבטיחה מאוד מבחינת יכולת הרחבה.
עבודה חלוצית זו, המדגישה את ביצועיה המצוינים במניעת עכירות ואת הסלקטיביות הגבוהה שלה ללקטוז, מדגימה את היישום של ממברנות תחמוצת גרפן בתעשיית המזון, ובמיוחד בתעשיית החלב. שיטה זו שומרת על הפוטנציאל הרב של הסרת סוכר ממשקאות, תוך שמירה על מרכיבים אחרים, ובכך מגדילה את ערכם התזונתי.
התכונות הגבוהות של נוגדות עכירות של תמיסות עשירות במים אורגניים (כגון חלב) הופכות אותן גם לבחירה אידיאלית עבור יישומים אחרים (כגון טיפול בשפכים ויישומים רפואיים). הקבוצה מתכננת להמשיך ולחקור את היישום של סרט תחמוצת גרפן.
עבודה זו מבוססת על תוצאות מחקר קודמות של הקבוצה, דהיינו יצירת ממברנות תחמוצת גרפן מרוססות ("דחיית NaCl וצבע יעילה של ממברנות שכבות גרפן היברידיות/גרפן") להתפלת מי ים בננוטכנולוגיה טבעית. הממברנה מציגה יציבות כימית משופרת על ידי הוספת מספר שכבות של גרפן, תוך הצגת ביצועי סינון יציבים לאחר חמישה ימי פעולה. בנוסף, שיטת שקיעת הריסוס מבטיחה מאוד מבחינת יכולת הרחבה.
זמן פרסום: 20 ביולי 2021
