Nano-niveau smøremiddel tuning forbedrer materiale til elektroniske enheder og overfladebelægninger

Molybdændisulfid (MoS2), som allestedsnærværende bruges som et fast smøremiddel, har for nylig vist sig at have en todimensionel (2D) form, der ligner grafen. Men, når den er tyndet ned til mindre end en nanometer tyk, MoS2 demonstrerer lovende egenskaber som et funktionelt materiale til elektroniske enheder og overfladebelægninger.

Forskere ved University of Illinois i Urbana-Champaign har udviklet en ny tilgang til dynamisk at justere mikro- og nanoskalaens ruhed af atomisk tynd MoS2, og følgelig den passende grad af hydrofobicitet til forskellige potentielle MoS2-baserede applikationer.

"Viden om, hvordan nye materialer interagerer med vand er en fundamental, " forklarede SungWoo Nam, en assisterende professor i mekanisk videnskab og teknik ved Illinois. "Mens dens mere berømte fætter kan fugtes, grafen, er blevet grundigt undersøgt, den af ​​atomisk tynde MoS2 - især atomisk tynde MoS2 med mikro- og nanoskala ruhed - er forblevet relativt uudforsket på trods af dets stærke potentiale for grundlæggende forskning og enhedsanvendelser. Især systematisk undersøgelse af, hvordan hierarkisk mikroskala og nanoskala ruhed af MoS2 påvirker dets befugtning, har manglet i det videnskabelige samfund."

"Dette arbejde vil give en ny tilgang til dynamisk at justere mikro- og nanoskalaens ruhed af atomisk tynde MoS2 og dermed den passende grad af hydrofobicitet til forskellige potentielle MoS2-baserede applikationer, " sagde Jonghyun Choi, en maskiningeniørstuderende og førsteforfatter til artiklen, "Hierarkisk, Dobbeltskalastrukturer af atomisk tynd MoS2 til tunbar befugtning, " optræder i journalen, Nano bogstaver . "Disse omfatter vandtætte elektroniske enheder med superhydrofobicitet med vandkontaktvinkel større end 150 grader. Det kan også være nyttigt til medicinske applikationer med reduceret hydrofobicitet (WCA mindre end 100 grader) til effektiv kontakt med biologiske stoffer."

Ifølge forfatterne, dette studie, udvider værktøjssættet for at tillade justerbar befugtning af 2D-materialer, hvoraf mange lige er begyndt at blive opdaget.

"Når de er deformeret og mønstret for at producere strukturer i mikro- og nanoskala, MoS2 viser løfte som et funktionelt materiale til hydrogenudviklingskatalysesystemer, elektroder til alkalimetal-ion batterier, og feltemissionsarrays, " tilføjede Nam. "Resultaterne skulle også bidrage til fremtidige MoS2-baserede applikationer, såsom afstembare befugtningsbelægninger til afsaltning og brintudvikling."