07:47 2023-03-24
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Exfolierea MoS2 condusă de microunde produce fulgi mari cu producții mari
_ Exfoliere MoS2 cu microunde produce fulgi mari cu randamente mari
O echipă de cercetători a dezvoltat o nouă metodă de exfoliere a fulgilor de MoS2 care produce fulgi foarte mari și foarte subțiri cu randament mare. Exfolierea asistata cu microunde produce de 50 de ori mai multi fulgi decat cele obtinute prin ultrasunete si ofera o calitate a materialului comparabila cu exfolierea mecanica. Acest proces rapid necesită o prelucrare minimă și promite să permită noi aplicații în dispozitivele electronice și fotonice.
MoS2 este o dicalcogenură de metal de tranziție, un material interesant în domeniul electronicii pentru gamă largă de proprietăți fizice de la semimetalice la semiconductori, supraconductori sau izolatori, în funcție de dimensiunile acestuia. Numărul de straturi stivuite este crucial în determinarea acestor proprietăți. MoS2 monostrat, de exemplu, prezintă o bandgap directă de 1,90 eV, în timp ce 2H-MoS2 în vrac prezintă o bandgap indirectă de 1,23 eV. Aceste proprietăți adaptabile le fac candidații ideali pentru aplicații. Cu toate acestea, obținerea de fulgi de MoS2 de înaltă calitate s-a dovedit o provocare.
Metodele existente de exfoliere în fază lichidă au randamente scăzute și deseori duc la distribuții largi de grosimi, ceea ce face dificilă obținerea monostraturilor și 2H cu puține straturi. -MoS2. În încercarea de a îmbunătăți randamentele, cercetătorii au explorat alte tehnici, inclusiv măcinarea cu bile, exfolierea electrochimică și exfolierea dinamică a fluidelor. Cu toate acestea, aceste metode au probleme de scalabilitate sau produc 1T-MoS2 metalic, care are proprietăți și aplicații diferite.
Echipa, condusă de profesorii Víctor Sebastián și Jesús Santamaría de la Institutul de Nanoștiință și Materiale din Zaragoza (INMA). , CSIC-UNIZAR), și profesorul Emilio M. Pérez de la Institutul de Studii Avansate în Nanoștiință din Madrid (IMDEA Nanociencia), ambii în Spania, au testat o nouă metodă asistată de microunde pentru exfolierea fulgilor de MoS2. Ei au descoperit că metoda a produs material bine exfoliat, cu dimensiuni laterale comparabile cu cele obținute prin exfoliere mecanică. Randamentul procesului este de aproximativ 50 de ori mai mare decât metodele de exfoliere cu ultrasunete. Oferă o calitate a materialului comparabilă cu exfolierea mecanică, ale cărei fulgi sunt asemănători cu cei obținuți prin această metodă dar cu un randament incomparabil mai mare (exfolierea mecanică se realizează de fapt fulg cu fulg). Procesul este rapid, durează doar câteva minute și necesită o prelucrare minimă.
Această metodă preia tot ce este mai bun din ambele lumi (exfoliere mecanică și fază lichidă), îmbunătățind rezultatele fiecărui caz în ceea ce privește grosimea, dimensiunea laterală, randamentul și timpul de procesare. Metoda cercetătorilor reprezintă un progres semnificativ în domeniul exfolierii cu MoS2, oferind un proces de mare randament, rapid și asistat de microunde, care produce fulgi de MoS2 bine exfoliați, cu puține straturi. Metoda are potențialul de a permite noi aplicații ale MoS2 în dispozitive electronice și fotonice. A fost aplicat pe MoS2, dar ar putea fi folosit pentru exfolierea oricărui material cu capacități mari de absorbție a microundelor, fiind o abordare versatilă în zona materialelor emergente bidimensionale (2D). Cercetătorii intenționează să investigheze metoda în continuare, explorând scalabilitatea și potențialele aplicații mai detaliat.
Profesorii Sebastián și Pérez spun că cel mai interesant lucru despre rezultatele dvs. este „...dimensiunea laterală a fulgilor. Materialele 2D trebuie să fie foarte subțiri, desigur, și acesta este scopul metode de exfoliere, dar de multe ori se trece cu vederea faptul că pentru majoritatea aplicațiilor se dorește ca acestea să fie mari și ca dimensiuni laterale.Dar obținerea de fulgi mari și subțiri în același timp, precum și cu randament mare, nu este ușoară, deoarece toate metodele de exfoliere se rezumă la adăugarea unei forme de energie la materialul în vrac, pentru a depăși interacțiunile van der Waals dintre straturi. Și este dificil să prevenim ca aceeași energie să provoace daune laterale în același timp. Metoda noastră reușește să folosească microundele pentru a evaporă moleculele de solvent între straturi, creând o presiune mare între ele foarte repede, astfel încât să poată fi separate, dar să nu fie deteriorate.”
Întrebați despre potențialele aplicații în viața reală a metodei, cercetătorii răspund , „Materiale 2D în general și tranziție-met Al dicalcogenidele în special, sunt promițătoare pentru o mulțime de tehnologii (senzori, electronice etc.) dar evident că totul începe cu realizarea acestor materiale de bună calitate, ideal în cantități mari și ieftin. Aici poate contribui munca noastră. Nu este un pas către o nouă tehnologie specifică, ci mai degrabă un instrument pentru a ajuta toată speranța depusă pe materialele 2D să devină realitate.”
Studiul este publicat în jurnalul ACS Nano.
Comentarii:
Adauga Comentariu