[上述图像]日本和墨西哥的研究人员开发的新石墨烯氧化膜似乎比当前商业膜更好地过滤乳糖。信用：Morelos-Gomez等。那碳（cc boy 4.0）
当我觉得回到童年前往杂货店时，我最生动的记忆不是我父母让我向购物车添加一个罕见的特殊款式。相反，我记得我们如何每周检查各种产品的成分列表，以确保制造商没有改变制剂以包括牛奶。
我爸爸有乳糖不耐症，这意味着他不能消化乳糖，牛奶中的糖。最初诊断时，乳糖不耐受是一个相当模糊的诊断。现在，这种情况已经被广泛认识，而且实际上非常普遍，专家估计大约世界人口的68％消化乳糖困难。
提高乳糖不耐受和牛奶过敏的意识 -哪一个是不同的消化问题- 以及许多乳品替代品的开发和改进，包括大豆，杏仁和椰子产品．无乳糖牛奶也是一个选择(如果你没有牛奶过敏)。
无乳糖牛奶是指乳糖浓度非常低的牛奶(有些国家要求降低到体积小于0.01％的乳糖在牛奶可以被称为无乳糖之前）。产生乳糖乳的主要方式是通过将酶乳糖酶添加到规则牛奶中，这将乳糖分子破裂成更容易消化的简单糖。
总的来说，这种方法非常有效。然而，该过程确实具有一些权衡 - 它会增加甜味，变化着色，并可能降低牛奶的营养价值。
用于产生乳糖牛奶的另一种方法是采用膜技术过滤牛奶．这个过程通常包括使用超滤从牛奶中分离大部分乳糖和蛋白质，然后使用纳滤只分离乳糖。
膜技术的研究表明过滤的巨大潜力。例如，2020年的一项研究达到了100%的蛋白质回收率，浓缩物中仍有10%的乳糖。但是膜技术，尤其是纳滤膜，确实面临着一个巨大的挑战:污染。
污垢是指蛋白质堵塞膜，降低其过滤乳糖的能力。(一个2018年研究表明蛋白质的吸附是结垢而不是孔隙阻塞的主要机制。）
许多电流纳滤膜都是聚合物，容易被有机化合物污染，比如牛奶蛋白。因此，我们需要一种新的滤膜，使过滤成为生产无乳糖牛奶的一种经济有效的方法。
在最近的一次开放式学习来自日本和墨西哥实验室的研究人员探索了氧化石墨烯薄膜是否具有防污性能。
氧化石墨烯是一种高度功能化的二维材料，由石墨通过化学、热或电化学还原过程得到。氧化石墨烯膜纳滤水平选择性-从液体中分离分子成分的能力，以及对油、表面活性剂、海藻酸钠和蛋白质的优异防污性能。
研究人员通过在聚砜(PS)和聚四氟乙烯(PTFE)载体上喷涂氧化石墨烯制备氧化石墨烯膜。为了评估膜的效率，他们使用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱和热重分析来测定牛奶中渗透膜部分的乳糖含量。
基于光谱和热重分析，研究人员确定了石墨烯膜 - 特别是在PTFE载体上产生的氧化物膜 - 与目前的商业超滤和纳米过滤膜相比具有若干优点。
首先，氧化石墨烯膜更有效地从牛奶中提取乳糖，无论是在浓度还是提取速度方面。特别是,
- 浓度-未经过滤的牛奶中乳糖含量估计为7.7 wt.%。PS和PTFE氧化石墨烯膜的渗透溶液中乳糖含量分别为1.4和4.9 wt.%，而纳滤和超滤膜的渗透溶液中乳糖含量分别为1和2.3 wt.%。
- 提取的速度- 乳糖浓度值，PS和PTFE石墨烯膜的乳糖渗透通量计算为0.2和2.9千克-2一天-1分别用于纳米过滤和超滤膜为0.64和1.60米-2一天-1， 分别。
此外，石墨烯氧化物膜比商业膜呈不可逆的污垢，以及较薄且较小的可拆卸结垢层。
为了更好地理解这些结果，研究人员在过滤实验之后进行了分子动力学模拟。模拟结果显示，氧化石墨烯薄片与其表面电荷之间的间距导致乳糖和氧化石墨烯之间的弱相互作用，从而允许乳糖通过膜扩散出去，同时保持牛奶的脂肪和蛋白质的完整。研究还揭示了牛奶中自然存在的水作为扩散的“驱动力”，推动乳糖通过膜的纳米孔。
“开发的膜技术允许在乳制品行业中使用[石墨烯氧化物]膜进行乳糖去除和脂肪和蛋白质的浓度，具有比典型的聚合物[纳滤]膜的性能更好，”研究人员写道。“这种独特的选择性可以帮助保持原来的牛奶味，并且预计开发的技术将从其他饮料中除去糖，以提高各种商业产品的营养含量。”
开放式纸张，发表于碳,是“乳糖牛奶的石墨烯氧化物膜“（DOI：10.1016 / J.Carbon.2021.05.005）。