دی سولفید مولیبدن MoS2

خرید مولیبدن دی سولفید MoS2

دی‌سولفید مولیبدن (MoS₂) یک ترکیب معدنی از خانواده دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه (TMDs) است که از یک اتم مولیبدن (Mo) و دو اتم گوگرد (S) تشکیل شده است. این ماده به‌طور طبیعی به‌صورت کانی مولیبدنیت (Molybdenite) یافت می‌شود و از نظر ظاهری به رنگ خاکستری تیره تا سیاه است.

نکته کلیدی:
MoS₂ به‌دلیل ساختار لایه‌ای خود، رفتاری مشابه گرافیت دارد اما از نظر الکترونیکی کاملاً متفاوت است.

ساختار بلوری و لایه‌ای MoS₂

ساختار MoS₂ یکی از مهم‌ترین دلایل خواص خاص آن است. این ماده دارای ساختار لایه‌ای دوبعدی است که در آن:

• هر لایه از یک اتم مولیبدن در مرکز و دو لایه گوگرد در بالا و پایین تشکیل شده

• پیوندهای داخل لایه کووالانسی قوی هستند

• لایه‌ها توسط نیروهای واندروالسی ضعیف کنار هم نگه داشته می‌شوند

این ساختار باعث لغزش آسان لایه‌ها روی یکدیگر و ایجاد خاصیت روانکاری فوق‌العاده می‌شود.

پلی‌مورف‌ها و فازهای مختلف MoS₂

MoS₂ می‌تواند در چند فاز بلوری مختلف وجود داشته باشد:

۱. فاز 2H-MoS₂

• پایدارترین فاز

• ساختار شش‌گوش

• نیمه‌رسانا با گاف نواری غیرمستقیم در حالت بالک

• پرکاربرد در صنایع و تحقیقات

۲. فاز 1T-MoS₂

• ساختار تتراگونال

• رفتار شبه‌فلزی یا فلزی

• ناپایدارتر اما بسیار فعال از نظر الکتروشیمیایی

۳. فاز 3R-MoS₂

• ساختار رومبوهدال

• کمتر رایج

• کاربردهای تحقیقاتی خاص

کنترل فاز MoS₂ نقش تعیین‌کننده‌ای در عملکرد نهایی آن دارد.

مولیبدن دی‌سولفید MoS2 مرک

خواص فیزیکی و مکانیکی دی‌سولفید مولیبدن

خواص مکانیکی

• ضریب اصطکاک بسیار پایین (≈ 0.03)

• مقاومت بالا در برابر سایش

• پایداری مکانیکی در فشارهای بالا

خواص حرارتی

• پایداری حرارتی تا حدود ۴۰۰–450 درجه سانتی‌گراد در هوا

• در محیط‌های خنثی تا دماهای بالاتر پایدار است

• رسانایی حرارتی متوسط

خواص شیمیایی

• مقاومت شیمیایی بالا

• پایداری در برابر اکثر اسیدها و بازها

• واکنش‌پذیری کم در شرایط معمول

این مجموعه خواص، MoS₂ را به ماده‌ای ایده‌آل برای شرایط سخت صنعتی تبدیل کرده است.

خواص الکتریکی و نوری MoS₂

یکی از مهم‌ترین جنبه‌های نوین MoS₂، خواص الکترونیکی آن در مقیاس نانو است.

• در حالت بالک: نیمه‌رسانا با گاف نواری غیرمستقیم (~1.2 eV)

• در حالت تک‌لایه: نیمه‌رسانا با گاف نواری مستقیم (~1.8 eV)

این تغییر بنیادی باعث کاربرد گسترده MoS₂ در الکترونیک دوبعدی، فوتونیک و حسگرها شده است.

روش‌های سنتز و تولید MoS₂

۱. استخراج از کانی مولیبدنیت

روش سنتی صنعتی که شامل:

• خردایش کانی

• فرآوری فیزیکی و شیمیایی

• خالص‌سازی MoS₂

است و عمدتاً برای کاربردهای روانکاری استفاده می‌شود.

۲. روش‌های شیمیایی سنتز

• واکنش مستقیم مولیبدن با گوگرد

• احیای ترکیبات مولیبدن در حضور گوگرد

۳. رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD)

• تولید لایه‌های نازک و تک‌لایه

• کنترل ضخامت و کیفیت

• مناسب برای الکترونیک و نانوفناوری

۴. لایه‌برداری مکانیکی و شیمیایی

• جداسازی لایه‌های نازک از کریستال بالک

• تولید نانوصفحات و نانولایه‌ها

انتخاب روش سنتز مستقیماً به نوع کاربرد MoS₂ وابسته است.

انواع تجاری دی‌سولفید مولیبدن

• MoS₂ پودری میکرونی

• MoS₂ نانوساختار (نانوپلیت، نانوشیت)

• MoS₂ دیسپرس‌شده در روغن یا گریس

• MoS₂ با خلوص آزمایشگاهی و تحقیقاتی

کاربردهای صنعتی MoS₂

۱. روانکارهای صنعتی

مهم‌ترین کاربرد سنتی MoS₂:

• کاهش اصطکاک

• افزایش عمر قطعات

• عملکرد عالی در خلأ و فشار بالا

کاربرد در:

• صنایع هوافضا

• خودروسازی

• تجهیزات نظامی

۲. صنایع نفت، گاز و پتروشیمی

• افزودنی روانکار

• مقاوم در دما و فشار بالا

• کاهش سایش در تجهیزات دوار

۳. صنایع فلزی و ماشین‌کاری

• روانکار خشک

• پوشش ابزار

• بهبود کیفیت سطح

کاربردهای نانوفناورانه و پیشرفته MoS₂

الکترونیک و نیمه‌رساناها

• ترانزیستورهای دوبعدی

• ادوات منطقی

• الکترونیک انعطاف‌پذیر

حسگرها و بیوسنسورها

• حساسیت بالا به گازها

• کاربرد در تشخیص زیستی

ذخیره‌سازی انرژی

• آند باتری‌های لیتیومی

• ابرخازن‌ها

• کاتالیست واکنش‌های الکتروشیمیایی

فوتوکاتالیست و کاتالیز

• تولید هیدروژن

• واکنش‌های احیای شیمیایی

MoS₂ یکی از امیدبخش‌ترین مواد برای فناوری‌های انرژی پاک است.

مزایای دی‌سولفید مولیبدن

• ضریب اصطکاک بسیار پایین

• پایداری حرارتی و شیمیایی بالا

• عملکرد عالی در خلأ

• قابلیت استفاده در مقیاس نانو

• تطبیق‌پذیری با صنایع مختلف

محدودیت‌ها و چالش‌ها

• اکسیداسیون در دماهای بالا در حضور هوا

• هزینه بالای تولید تک‌لایه‌ها

• چالش در مقیاس‌پذیری صنعتی نانوساختارها

ایمنی، نگهداری و ملاحظات زیست‌محیطی

• MoS₂ سمیت پایین دارد

• گرد و غبار آن نباید استنشاق شود

• نگهداری در محیط خشک و دربسته توصیه می‌شود

در گریدهای صنعتی و آزمایشگاهی، رعایت نکات ایمنی الزامی است.

بازار جهانی و آینده MoS₂

با رشد سریع:

• نانوفناوری

• انرژی‌های نو

• الکترونیک دوبعدی

تقاضا برای MoS₂ به‌طور چشمگیری در حال افزایش است.

دی‌سولفید مولیبدن یکی از مواد راهبردی قرن ۲۱ در علم مواد محسوب می‌شود.

جمع‌بندی نهایی

دی‌سولفید مولیبدن (MoS₂) ماده‌ای چندمنظوره با ساختار لایه‌ای منحصربه‌فرد، خواص مکانیکی و الکترونیکی برجسته و کاربردهای گسترده از روانکاری سنتی تا نانوالکترونیک پیشرفته است. این ترکیب، پلی میان صنایع کلاسیک و فناوری‌های آینده ایجاد کرده و نقش کلیدی در توسعه سیستم‌های کم‌اصطکاک، ادوات الکترونیکی نوین و فناوری‌های انرژی ایفا می‌کند. انتخاب نوع، فاز و روش تولید مناسب MoS₂، عامل تعیین‌کننده در بهره‌وری نهایی آن خواهد بود.