Under de senaste åren, grafenoxidmembran har huvudsakligen studerats för vattenavsaltning och färgämnesseparation. Dock, membran har ett brett utbud av tillämpningar, som inom livsmedelsindustrin. En forskargrupp ledd av Aaron Morelos-Gomez från Shinshu Universitys Global Aqua Innovation Center undersökte tillämpningen av grafenoxidmembran för mjölk, vilket vanligtvis skapar täta nedsmutsningsskikt på polymermembran.

Grafenoxidmembran har fördelen att skapa ett poröst nedsmutsningsskikt. Därför, deras filtreringsprestanda kan bibehållas bättre än kommersiella polymermembran. Den unika kemiska och laminära strukturen hos grafenoxidmembranet möjliggjorde en förbättrad genomträngning av laktos och vatten samtidigt som fett avvisades, proteiner, och några mineraler. Alltså konsistensen, smak, och mjölkens näringsvärde bevarades bättre än med kommersiella polymermembran.

Koncentrationen av laktos och laktospermeatflöde var mycket högre än kommersiella nanofiltreringsmembran, på grund av det porösa nedsmutsningsskiktet och den unika laminära strukturen hos grafenoxidmembranet. Den irreversibla nedsmutsningen förbättrades genom att använda ett stödmembran med 1 μm porstorlek för grafenoxidmembranet. Detta orsakade bildandet av ett poröst nedsmutsningsskikt som möjliggjorde en högre återvinning av vattenflödet efter mjölkfiltrering.

Framhäver dess utmärkta antifouling-egenskaper och höga selektivitet för laktos, detta banbrytande arbete visar tillämpningen av grafenoxidmembran för livsmedelsindustrin, särskilt mejeriindustrin. Denna metod behåller en hög potential för att ta bort sockerarter från drycker samtidigt som andra ingredienser bevaras, ökar därför deras näringsvärde. Den höga antifouling-egenskapen mot en lösning rik på organiskt material, som mjölk, gör den också till en idealisk kandidat för andra applikationer såsom avloppsvattenrening och medicinska applikationer. Gruppen planerar att fortsätta utforska tillämpningar av grafenoxidmembran.

Detta arbete baserades på gruppens tidigare upptäckter för att skapa spraybelagda grafenoxidmembran för avsaltning av vatten i Naturens nanoteknik 12 (2017), 1083-1088. Membranen visade förbättrad kemisk stabilitet genom att tillsätta grafen med få lager samtidigt som de visade stabil filtreringsprestanda efter fem dagars drift. Dessutom, Deponeringsmetoden genom spray-beläggning är lovande för skalbarhet.