CY2424 Cristallo di bisolfuro di molibdeno, MoS2

Descrizione del cristallo di bisolfuro di molibdeno

Ilcristallo di bisolfuro di molibdeno possiede alcune delle qualità desiderabili del grafene (come la resistenza meccanica e la conducibilità elettrica) e può emettere luce, aprendo possibili applicazioni come i fotorivelatori. Rispetto al grafene, il materiale semiconduttore a base di MoS2 offre una maggiore sensibilità, una migliore scalabilità e si presta alla produzione in grandi volumi.

Struttura cristallina del disolfuro di molibdeno

Il MoS2 appartiene al sistema cristallino esagonale e presenta tre strutture cristalline: 1T, 2H e 3R. Come mostrato nella figura seguente, la struttura 1T-MoS2 presenta un coordinamento ottaedrico e proprietà metalliche, ed è una fase metastabile. La struttura 2H-MoS2 contiene due unità Mo-S ed è la fase termodinamicamente stabile. La struttura 3R-MoS2 ha un’unità Mo-S in più rispetto alla 2H-MoS2, con un totale di tre unità Mo-S, ed è anch’essa metastabile. È importante notare che sia la fase metastabile 1T che la fase metastabile 3R possono trasformarsi nella fase stabile 2H ad alte temperature.

Nella sua struttura stratificata, lo spessore di ogni strato di MoS2 è di 6–7 Å e forma una struttura a "sandwich", in cui uno strato di atomi metallici è racchiuso tra due strati di atomi di zolfo in una disposizione esagonale. All'interno degli strati, i legami Mo-S sono principalmente covalenti, mentre l'interazione tra gli strati è sostenuta da deboli forze di van der Waals. Questo debole legame interstrato permette di esfoliare facilmente gli strati superficiali del cristallo. Il MoS2, con il suo basso coefficiente di attrito e le eccellenti proprietà lubrificanti, è stato a lungo celebrato come il "re dei lubrificanti" nelle applicazioni tradizionali.

Specifiche del cristallo di bisolfuro di molibdeno

Applicazione dei cristalli di bisolfuro di molibdeno

Icristalli di bisolfuro di molibdeno hanno attirato molta attenzione nel campo della nanoelettronica come potenziale sostituto del silicio, grazie alle loro eccellenti proprietà semiconduttrici.

Inoltre, quando il MoS2 passa da una struttura massiva a una struttura bidimensionale (2D), le sue proprietà intrinseche, come la struttura della banda proibita, la mobilità delle cariche, l'assorbimento nel vicino infrarosso, il magnetismo, la resistenza meccanica e le caratteristiche termiche ed elettriche, subiscono cambiamenti significativi. Questa trasformazione apre enormi potenziali applicazioni in diversi campi, tra cui catalisi, sensori, transistor, nanoelettronica, trattamenti medici e accumulo di energia elettrochimica.

Reference:
Maksoud, M.I.A. & Bekhit, Mohamad & Amer Fahim, Ramy & Awed, A. & Kassem, Said & Abd El-Kodous, Mohamed & El-Sayyad, Gharieb & Osman, Ahmed. (2021). MoS2-based nanocomposites: synthesis, structure, and applications in water remediation and energy storage: a review. Environmental Chemistry Letters. 10.1007/s10311-021-01268-x.