Molybdeendisulfide (MoS2), dat alom wordt gebruikt als vast smeermiddel, onlangs is aangetoond dat het een tweedimensionale (2D) vorm heeft die lijkt op grafeen. Maar, wanneer verdund tot minder dan een nanometer dik, MoS2 demonstreert veelbelovende eigenschappen als functioneel materiaal voor elektronische apparaten en oppervlaktecoatings.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign hebben een nieuwe benadering ontwikkeld om de micro- en nanoschaalruwheid van atomair dun MoS2 dynamisch af te stemmen. en bijgevolg de juiste mate van hydrofobiciteit voor verschillende potentiële op MoS2 gebaseerde toepassingen.

"De kennis van de interactie van nieuwe materialen met water is een fundamentele, " legde SungWoo Nam uit, een assistent-professor mechanische wetenschappen en techniek in Illinois. "Terwijl de bevochtigbaarheid van zijn bekendere neef, grafeen, grondig onderzocht, die van atomair dunne MoS2 - in het bijzonder atomair dunne MoS2 met ruwheid op micro- en nanoschaal - is relatief onontgonnen gebleven ondanks zijn sterke potentieel voor fundamenteel onderzoek en apparaattoepassingen. Opmerkelijk, systematische studie van hoe hiërarchische microschaal- en nanoschaalruwheid van MoS2 de bevochtigbaarheid ervan beïnvloeden, ontbrak in de wetenschappelijke gemeenschap."

"Dit werk zal een nieuwe benadering bieden om de micro- en nanoschaalruwheid van atomair dunne MoS2 dynamisch af te stemmen en bijgevolg de juiste mate van hydrofobiciteit voor verschillende potentiële op MoS2 gebaseerde toepassingen, " verklaarde Jonghyun Choi, een afgestudeerde student werktuigbouwkunde en eerste auteur van het artikel, "Hiërarchisch, Dual-scale structuren van atomair dunne MoS2 voor afstembare bevochtiging, " verschijnen in het tijdschrift, Nano-letters . "Deze omvatten waterdichte elektronische apparaten met superhydrofobiciteit met een watercontacthoek groter dan 150 graden. Het kan ook nuttig zijn voor medische toepassingen met verminderde hydrofobiciteit (WCA minder dan 100 graden) voor effectief contact met biologische stoffen."

Volgens de auteurs is deze studie, breidt de toolkit uit om afstembare bevochtigbaarheid van 2D-materialen mogelijk te maken, waarvan vele nog maar net ontdekt worden.

"Wanneer vervormd en van een patroon voorzien om structuren op micro- en nanoschaal te produceren, MoS2 is veelbelovend als functioneel materiaal voor katalysesystemen voor waterstofevolutie, elektroden voor alkalimetaal-ionbatterijen, en veldemissie-arrays, " Nam toegevoegd. "De resultaten moeten ook bijdragen aan toekomstige MoS2-gebaseerde toepassingen, zoals afstembare bevochtigingscoatings voor ontzilting en waterstofontwikkeling."