کاربردهای دی سولفید مولیبدن

دي ﺳﻮﻟﻔﻴﺪ ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن (MoS₂) ﻣـﺎده اي ﺑـﺎ ﺳـﺎﺧﺘﺎر ﻛﺮﻳﺴـﺘﺎﻟﻲ ﻻﻧـﻪ زﻧﺒﻮري دوﺑﻌﺪي و ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﮔﺮاﻓﻴﻦ ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ. در اﻳﻦ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻳﻚ ﻻﻳﻪ Mo ﺑﻴﻦ دو ﻻﻳﻪ S ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘـﻪ اﺳـﺖ و ﺧﺼﻮﺻـﻴﺎت ﻣﻨﺤﺼـﺮ ﺑـﻪ ﻓﺮدي اراﺋﻪ ﻣﻲدﻫﺪ. ﺑﺮاي ﻣﺜﺎل دي ﺳﻮﻟﻔﻴﺪ ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن ﺑﺎﻟـﻚ ﻳـﻚ ﻧﻴﻤـﻪ ﻫـﺎدي ﺑـﺎ ﺷﻜﺎف اﻧﺮژي 1/2 اﻟﻜﺘﺮون وﻟﺖ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ ﺷﻜﺎف اﻧﺮژي آن ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﺪ ﺑﺎ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﺗﻌﺪاد ﻻﻳﻪﻫﺎ، ﺗﺮﺗﻴﺐ ﭘﺸﺘﻪﺳﺎزي ﻻﻳﻪﻫـﺎ و ﻳﺎ ﺑﺎ اﻋﻤﺎل ﺗﻨﺶ ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻛﻨﺪ. دي ﺳﻮﻟﻔﻴﺪ ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن ﺗﻚ ﻻﻳﻪ ﻛﻪ ﻣﻲﺗﻮاﻧـﺪ ﺑـﺎ ﺗﻜﻨﻴﻚ ﺗﺮاﺷﻴﺪن ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﻮد ﻧﻴﺰ ﺷﻜﺎف اﻧـﺮژي ﻣﺴـﺘﻘﻴﻢ ﺑﺮاﺑـﺮ 1/8 اﻟﻜﺘـﺮون وﻟـﺖ و ﻗﺎﺑﻠﻴـﺖ ﺗﺤـﺮك ﺣﺎﻣـﻞﻫـﺎي ﺑـﺎﻻﻳﻲ دارد و ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺑﻪ ﺧﻮﺑﻲ در ﺳﺎﺧﺖ ﺗﺮاﻧﺰﻳﺴﺘﻮر ﻣﻮرد اﺳـﺘﻔﺎده ﻗـﺮار ﮔﻴـﺮد. ﺗﺮاﻧﺰﻳﺴﺘﻮرﻫﺎي اﺛﺮ ﻣﻴﺪاﻧﻲ و ﻣﺪارات ﻣﺠﺘﻤﻊ ﺑﺮ ﭘﺎﻳﻪ دي ﺳﻮﻟﻔﻴﺪ ﻣﻮﻟﻴﺒﺪن ﺑـﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺟﺮﻳﺎن روﺷﻦ ﺑﻪ ﺧﺎﻣﻮش و ﭼﮕﺎﻟﻲ ﺟﺮﻳﺎن روﺷﻦ ﺑﺴﻴﺎر ﺑـﺎﻻ ﺑﺎ ﻣﻮﻓﻘﻴﺖ ﺳﺎﺧﺘﻪ شده اﻧﺪ.

دی‌سولفید مولیبدن (MoS₂) به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد، کاربردهای متنوعی دارد. در زیر تعدادی از کاربردهای دی‌سولفید مولیبدن آمده است:

روانکاری: دی‌سولفید مولیبدن به علت اصطکاک کم و مقاومت عالی در برابر سایش، به عنوان یک روانکار جامد به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود. این ترکیب می‌تواند به صورت پوششی نازک یا پودری در کاربردهایی که روانکارهای مایع سنتی قابل استفاده نیستند، مانند در دماهای بالا یا محیط‌های با فشار بالا، به‌کار رود.

کاتالیزور: دی‌سولفید مولیبدن به عنوان یک کاتالیزور چند منظوره در واکنش‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شود. این ترکیب به خصوص در فرآیندهای هیدروژن‌زدایی (HDS) که املاح گوگرد را از تصفیه نفت حذف می‌کنند، بسیار مؤثر است. علاوه بر این، فعالیت کاتالیزوری واکنش‌های دیگری مانند واکنش‌های تولید هیدروژن (HERs)، جداسازی آب و کاهش دی‌اکسید کربن نشان داده است.

ذخیره انرژی: MoS₂ پتانسیل استفاده در کاربردهای ذخیره انرژی را دارد، به خصوص در باتری‌های لیتیوم-یون. می‌توان از آن به عنوان یک ماده الکترودی استفاده کرده و عملکرد باتری را بهبود بخشید، ظرفیت بالاتری و عمر چرخه بیشتری را فراهم می‌کند. تحقیقات در حال انجام است تا استفاده از آن در دستگاه‌های ذخیره انرژی نسل بعدی بررسی شود.

الکترونیک و اپتوالکترونیک: دی سولفید مولیبدن دارای خواص الکترونیکی و نوری قابل توجهی است که آن را برای کاربردهای الکترونیکی و اپتوالکترونیک جذاب می‌کند. این ماده می‌تواند در ترانزیستورها، مدارهای یکپارچه، فوتودتکتورها و حسگرها استفاده شود. دستگاه‌های بر پایه MoS₂ با مزیت انعطاف‌پذیر بودن، شفافیت و عملکرد در فرکانس‌های بالا همراه است.

پشتیبان کاتالیست: دی سولفید مولیبدن به عنوان ماده پشتیبان برای سایر کاتالیست‌ها عمل کرده و پایداری و عملکرد آنها را افزایش می‌دهد. سطح بزرگ و ساختار منحصر به فرد MoS₂ پلتفرمی مناسب برای قرار دادن و پشتیبانی از نانوذرات کاتالیستی است، که باعث افزایش کارایی در واکنش‌های شیمیایی مختلف می‌شود.

روکش‌ها: روکش‌های MoS₂ برای حفاظت در برابر خوردگی و به عنوان یک لوبریکانت فیلم جامد استفاده می‌شوند. لایه‌های نازک دی سولفید مولیبدن می‌توانند بر روی انواع پایه‌ها تثبیت شده و خواص سطحی بهبود یافته‌ای مانند سختی، مقاومت در برابر سایش و خواص ضد چسبندگی ایجاد کنند.

سیستم‌های نانوالکترومکانیک (NEMS): دی سولفید مولیبدن به دلیل خواص مکانیکی استثنایی و توانایی مقاومت در برابر کشش بالا در توسعه دستگاه‌های NEMS استفاده شده است. می‌توان از آن در رزوناتورها، سوئیچ‌ها و سایر سیستم‌های مکانیکی نانومقیاس استفاده کرد.

کاربردهای پزشکی: نانوذرات MoS₂ در کاربردهای پزشکی از جمله تحویل دارو، بیوتصویربرداری و درمان فوتوترمال قابلیت نشان داده‌اند. خواص نوری منحصر به فرد آنها آنها را برای تکنیک‌های تصویربرداری مناسب می‌سازد، در حالی که سازگاری زیستی آنها استفاده ایمن در سیستم های زیستی را ممکن میسازد.