近年、酸化グラフェン膜は主に海水淡水化や染料分離に用いられてきた。しかし、この膜は食品産業など、幅広い用途に利用できる。
信州大学グローバル水産イノベーションセンターの研究チームは、牛乳への酸化グラフェン膜の応用について研究した。この種の膜は通常、ポリマー膜上に緻密な汚れ層（炭素、乳糖フリー牛乳用の酸化グラフェン膜）を形成する。
乳糖と水が浸透した酸化グラフェン膜を閉じ、脂肪、タンパク質、高分子は牛乳中に残す。
酸化グラフェン膜は多孔質の汚染層を形成するという利点があり、市販のポリマー膜よりもろ過性能を良好に維持できます。酸化グラフェン膜の独自の化学組成と層状構造により、乳糖と水の浸透性を高めつつ、脂肪、タンパク質、および一部のミネラルをはじきます。そのため、市販のポリマーフィルムと比較して、牛乳の食感、風味、栄養価をより良好に保つことができます。
多孔質汚染層と酸化グラフェン膜の独自の層状構造により、乳糖濃度と乳糖透過流束は市販のナノろ過膜よりもはるかに高い。1μmの細孔径を持つ支持膜を酸化グラフェン膜として使用することで、不可逆的な汚染が抑制される。これにより多孔質汚染層が形成され、牛乳ろ過後の水流量の回収率が向上する。
優れた防汚性能と乳糖に対する高い選択性を強調したこの先駆的な研究は、食品産業、特に乳製品産業における酸化グラフェン膜の応用可能性を示しています。この方法は、飲料から糖分を除去しつつ他の成分を保持することで、栄養価を高めるという大きな可能性を秘めています。
有機物を豊富に含む溶液（牛乳など）は高い防汚性を有するため、廃水処理や医療用途など、他の用途にも理想的な選択肢となる。研究グループは、酸化グラフェン膜の応用に関する研究を継続する予定である。
本研究は、当グループのこれまでの研究成果、すなわち天然ナノテクノロジーを用いた海水淡水化のための噴霧式酸化グラフェン膜の作製（「ハイブリッド酸化グラフェン／グラフェン層状膜のNaClおよび色素の効率的な除去」）に基づいています。この膜は、グラフェン層を数層追加することで化学的安定性が向上し、5日間の運転後も安定したろ過性能を示します。さらに、噴霧堆積法は、スケールアップの面でも非常に有望です。
優れた防汚性能と乳糖に対する高い選択性を強調したこの先駆的な研究は、食品産業、特に乳製品産業における酸化グラフェン膜の応用可能性を示しています。この方法は、飲料から糖分を除去しつつ他の成分を保持することで、栄養価を高めるという大きな可能性を秘めています。
有機物を豊富に含む溶液（牛乳など）は高い防汚性を有するため、廃水処理や医療用途など、他の用途にも理想的な選択肢となる。研究グループは、酸化グラフェン膜の応用に関する研究を継続する予定である。
本研究は、当グループのこれまでの研究成果、すなわち天然ナノテクノロジーを用いた海水淡水化のための噴霧式酸化グラフェン膜の作製（「ハイブリッド酸化グラフェン／グラフェン層状膜のNaClおよび色素の効率的な除去」）に基づいています。この膜は、グラフェン層を数層追加することで化学的安定性が向上し、5日間の運転後も安定したろ過性能を示します。さらに、噴霧堆積法は、スケールアップの面でも非常に有望です。
投稿日時：2021年7月20日
