Negli anni passati, le membrane all'ossido di grafene sono state studiate principalmente per la desalinizzazione dell'acqua e la separazione dei coloranti. Però, le membrane hanno una vasta gamma di applicazioni, come nell'industria alimentare. Un gruppo di ricerca guidato da Aaron Morelos-Gomez del Global Aqua Innovation Center della Shinshu University ha studiato l'applicazione delle membrane di ossido di grafene per il latte, che tipicamente crea strati di foulant densi sulle membrane polimeriche.

Le membrane di ossido di grafene hanno il vantaggio di creare uno strato foulant poroso. Perciò, le loro prestazioni di filtrazione possono essere mantenute migliori delle membrane polimeriche commerciali. L'esclusiva struttura chimica e laminare della membrana di ossido di grafene ha permesso una maggiore permeazione di lattosio e acqua mentre respingeva il grasso, proteine, e alcuni minerali. Così la trama, gusto, e il valore nutritivo del latte sono stati conservati meglio rispetto alle membrane polimeriche commerciali.

La concentrazione di lattosio e flusso di permeato di lattosio era molto più alta delle membrane di nanofiltrazione commerciali, a causa dello strato foulant poroso e della struttura laminare unica della membrana di ossido di grafene. L'incrostazione irreversibile è stata migliorata utilizzando una membrana di supporto con una dimensione dei pori di 1 μm per la membrana di ossido di grafene. Ciò ha causato la formazione di uno strato poroso di incrostazione che ha consentito un maggiore recupero del flusso d'acqua dopo la filtrazione del latte.

Evidenziando la sua eccellente proprietà antivegetativa e l'elevata selettività per il lattosio, questo lavoro pionieristico dimostra l'applicazione delle membrane all'ossido di grafene per l'industria alimentare, in particolare il settore lattiero-caseario. Questo metodo mantiene un alto potenziale per rimuovere gli zuccheri dalle bevande preservando altri ingredienti, aumentando così il loro valore nutritivo. L'elevata proprietà antivegetativa nei confronti di una soluzione ricca di sostanza organica, come il latte, lo rende anche un candidato ideale per altre applicazioni come il trattamento delle acque reflue e le applicazioni mediche. Il gruppo prevede di continuare a esplorare le applicazioni delle membrane di ossido di grafene.

Questo lavoro si basava sulle precedenti scoperte del gruppo per creare membrane di ossido di grafene rivestite a spruzzo per la desalinizzazione dell'acqua in Nanotecnologia della natura 12 (2017), 1083-1088. Le membrane hanno mostrato una maggiore stabilità chimica con l'aggiunta di grafene a pochi strati, dimostrando al contempo prestazioni di filtrazione stabili dopo cinque giorni di funzionamento. Inoltre, Il metodo di deposizione mediante verniciatura a spruzzo è promettente per la scalabilità.