ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้เพื่อการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลและการแยกสีย้อม อย่างไรก็ตาม เมมเบรนมีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ในอุตสาหกรรมอาหาร
ทีมวิจัยจากศูนย์นวัตกรรมทางน้ำระดับโลก มหาวิทยาลัยชินชู ได้ศึกษาการประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในนม เมมเบรนชนิดนี้มักจะสร้างชั้นดินหนาแน่น (คาร์บอน “เมมเบรนกราฟีนออกไซด์สำหรับนมปราศจากแลคโตส” บนเมมเบรนโพลิเมอร์)
ปิดเยื่อออกไซด์กราฟีนที่ถูกแทรกซึมโดยแล็กโตสและน้ำ ทิ้งไขมัน โปรตีน และโมเลกุลขนาดใหญ่ไว้ในนม
เมมเบรนกราฟีนออกไซด์มีข้อได้เปรียบในการสร้างชั้นฟองที่มีรูพรุน จึงสามารถคงประสิทธิภาพการกรองได้ดีกว่าเมมเบรนโพลิเมอร์เชิงพาณิชย์ เคมีที่เป็นเอกลักษณ์และโครงสร้างแบบหลายชั้นของเมมเบรนกราฟีนออกไซด์ช่วยเพิ่มการซึมผ่านของแลคโตสและน้ำ ขณะเดียวกันก็ป้องกันไขมัน โปรตีน และแร่ธาตุบางชนิด ดังนั้น เนื้อสัมผัส รสชาติ และคุณค่าทางโภชนาการของนมจึงสามารถคงไว้ได้ดีกว่าฟิล์มโพลิเมอร์เชิงพาณิชย์
ด้วยโครงสร้างแบบชั้นที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของชั้นโฟลลิ่งที่มีรูพรุนและเมมเบรนกราฟีนออกไซด์ ทำให้ความเข้มข้นของฟลักซ์การซึมผ่านของแลคโตสและแลคโตสสูงกว่าเมมเบรนกรองนาโนเชิงพาณิชย์มาก การใช้เมมเบรนรองรับที่มีขนาดรูพรุน 1 ไมโครเมตรเป็นเมมเบรนกราฟีนออกไซด์ ช่วยปรับปรุงการปนเปื้อนแบบย้อนกลับไม่ได้ ส่งผลให้เกิดชั้นโฟลลิ่งที่มีรูพรุน ซึ่งช่วยให้อัตราการนำฟลักซ์น้ำกลับคืนมาได้สูงขึ้นหลังการกรองนม
ด้วยประสิทธิภาพการป้องกันคราบตะกรันที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการเลือกสรรแลคโตสสูง ผลงานบุกเบิกนี้แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในอุตสาหกรรมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมนม วิธีการนี้ยังคงรักษาศักยภาพอันยอดเยี่ยมในการกำจัดน้ำตาลออกจากเครื่องดื่ม ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาส่วนผสมอื่นๆ ไว้ จึงช่วยเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของเครื่องดื่ม
คุณสมบัติป้องกันการเกาะติดที่สูงของสารละลายอินทรีย์ (เช่น นม) ทำให้สารละลายนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานอื่นๆ (เช่น การบำบัดน้ำเสียและการใช้งานทางการแพทย์) กลุ่มวิจัยวางแผนที่จะศึกษาการประยุกต์ใช้ฟิล์มกราฟีนออกไซด์ต่อไป
งานวิจัยนี้อ้างอิงจากผลการวิจัยก่อนหน้าของกลุ่ม ได้แก่ การสร้างเมมเบรนกราฟีนออกไซด์แบบพ่น (“ประสิทธิภาพ NaCl และการปฏิเสธสีย้อมของเมมเบรนแบบไฮบริดกราฟีนออกไซด์/กราฟีนแบบชั้น”) สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ เมมเบรนนี้แสดงให้เห็นถึงความเสถียรทางเคมีที่เพิ่มขึ้นจากการเพิ่มกราฟีนเพียงไม่กี่ชั้น ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการกรองที่เสถียรหลังจากใช้งานไปห้าวัน นอกจากนี้ วิธีการพ่นเคลือบยังมีแนวโน้มที่ดีในแง่ของความสามารถในการปรับขนาด
ด้วยประสิทธิภาพการป้องกันคราบตะกรันที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการเลือกสรรแลคโตสสูง ผลงานบุกเบิกนี้แสดงให้เห็นถึงการประยุกต์ใช้เมมเบรนกราฟีนออกไซด์ในอุตสาหกรรมอาหาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมนม วิธีการนี้ยังคงรักษาศักยภาพอันยอดเยี่ยมในการกำจัดน้ำตาลออกจากเครื่องดื่ม ในขณะเดียวกันก็ยังคงรักษาส่วนผสมอื่นๆ ไว้ จึงช่วยเพิ่มคุณค่าทางโภชนาการของเครื่องดื่ม
คุณสมบัติป้องกันการเกาะติดที่สูงของสารละลายอินทรีย์ (เช่น นม) ทำให้สารละลายนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานอื่นๆ (เช่น การบำบัดน้ำเสียและการใช้งานทางการแพทย์) กลุ่มวิจัยวางแผนที่จะศึกษาการประยุกต์ใช้ฟิล์มกราฟีนออกไซด์ต่อไป
งานวิจัยนี้อ้างอิงจากผลการวิจัยก่อนหน้าของกลุ่ม ได้แก่ การสร้างเมมเบรนกราฟีนออกไซด์แบบพ่น (“ประสิทธิภาพ NaCl และการปฏิเสธสีย้อมของเมมเบรนแบบไฮบริดกราฟีนออกไซด์/กราฟีนแบบชั้น”) สำหรับการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลด้วยนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ เมมเบรนนี้แสดงให้เห็นถึงความเสถียรทางเคมีที่เพิ่มขึ้นจากการเพิ่มกราฟีนเพียงไม่กี่ชั้น ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพการกรองที่เสถียรหลังจากใช้งานไปห้าวัน นอกจากนี้ วิธีการพ่นเคลือบยังมีแนวโน้มที่ดีในแง่ของความสามารถในการปรับขนาด
เวลาโพสต์: 20 ก.ค. 2564
