Disolfuro di molibdeno: struttura, usi

Il disolfuro di molibdeno è un composto inorganico in cui il molibdeno ha numero di ossidazione +4 ed ha formula MoS₂
Esso è uno dei dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMDs)  essendo Mo un metallo di transizione e lo zolfo un elemento del gruppo 16 detto gruppo dei calcogeni.

È presente nel minerale molibdenite minerale  a lucentezza metallica di color grigio piombo con riflessi azzurri, tenero e untuoso al tatto.
Fino alla fine del 1700 la molibdenite era scambiata per grafite.

Struttura

Il disolfuro di molibdeno è costituito da un piano esagonale di atomi di zolfo su entrambi i lati di un piano esagonale di atomi molibdeno. Questi piani si impilano uno sopra l’altro, con forti legami covalenti tra gli atomi di molibdeno e zolfo, ma deboli forze di van der Waals tra i piani. Ciò consente loro di essere separati meccanicamente per formare fogli bidimensionali di MoS₂. I nanotubi e i fullereni sono uno dei primi analoghi inorganici dei nanotubi di carbonio e dei fullereni ad essere sintetizzati

Lavorazione

Un film monostrato di disolfuro di molibdeno è un materiale che può essere utilizzato in campo elettronico

I film monostrato, infatti, a causa delle interazioni interstrato e del confinamento degli elettroni in un unico piano determina la formazione di un bandgap diretto con un’energia di ~ 1,89 eV. Pertanto un singolo monostrato di disolfuro di molibdeno può assorbire il 10% della luce incidente con energia al di sopra della banda proibita

Per ottenere un film monostrato di solfuro di molibdeno vi sono diverse tecniche

• esfoliazione meccanica tipicamente utilizzato per ottenere strati di grafene. L’applicazione di un nastro adesivo su un campione di cristallo e la rimozione dello stesso porta all’adesione di sottili strati sul nastro.
• esfoliazione con solvente organico. Sebbene la resa in film sottili sia elevata, quella in monostrato è bassa.
• intercalazione in cui i cristalli sono messi in una soluzione in cui vi sono ioni litio che diffondono tra gli strati del cristallo. L’aggiunta di acqua porta alla formazione di idrogeno gassoso che provoca la separazione degli strati
• deposizione chimica da vapore su un substrato di biossido di silicio

Usi

Le sue principali applicazioni industriali includono lubrificanti solidi, catalizzatori e materiali catodici per batterie agli ioni di litio.

Il bisolfuro di molibdeno può essere un materiale idoneo ad essere combinato con nanomateriali di carbonio per ottenere nuove nanostrutture ibride con proprietà eccezionali