p Uma equipe de cientistas da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) desenvolveu com sucesso um método para esfoliar quimicamente os cristais de dissulfeto de molibdênio, uma classe de compostos calcogenetos, em flocos de monocamada de alta qualidade, com maior rendimento e tamanho de floco maior do que os métodos atuais. Os flocos esfoliados podem ser transformados em uma solução para impressão, que pode ser aplicado em fotônica e eletrônica para impressão. p Esta descoberta, liderado pelo professor Loh Kian Ping, que chefia o Departamento de Química da Faculdade de Ciências da NUS, e também é Pesquisador Principal do Centro de Pesquisa de Grafeno da Faculdade, tem aplicabilidade genérica para outros calcogenetos bidimensionais, como disseleneto de tungstênio e dissulfeto de titânio, e resulta em esfoliação de alto rendimento para todos esses materiais bidimensionais.

p A equipe do NUS colaborou com cientistas do Instituto Nacional de Ulsan de Ciência e tecnologia na Coréia, e as descobertas foram publicadas pela primeira vez online em um jornal científico de prestígio Nature Communications em 2 de janeiro de 2014.

p Demanda por método de esfoliação de alta eficiência

p Dichalcogenetos de metais de transição, formada por uma combinação de calcogênios, como enxofre ou selênio, e metais de transição, como molibdênio ou tungstênio, recentemente atraiu grande atenção como a próxima geração de materiais bidimensionais devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas únicas, para aplicações em dispositivos optoeletrônicos, como solares de filme fino, fotodetectores, circuitos lógicos flexíveis e sensores.

p Contudo, os processos atuais de produção de calcogenetos de camada única para impressão demoram muito e o rendimento é baixo. Os flocos produzidos são de tamanhos submicrônicos, o que torna difícil isolar uma única folha para fazer dispositivos eletrônicos.

p Como a maioria das aplicações requer flocos limpos e grandes, isso aponta uma necessidade clara de explorar novas maneiras de fazer dichalcogenetos de metal de transição de camada única de alta qualidade com alto rendimento.

p Avanço na produção

p Para resolver o gargalo de produção, a equipe do NUS explorou os adutos de metal do naftaleno. Eles prepararam adutos de naftalenida de lítio, sódio e potássio, e comparou a eficiência de esfoliação e a qualidade do dissulfeto de molibdênio gerado. As etapas do processamento encontram-se detalhadas no Anexo.

p Usando um método de expansão e intercalação em duas etapas, os pesquisadores foram capazes de produzir folhas de dissulfeto de molibdênio de camada única de alta qualidade com tamanho de floco sem precedentes.

p Os pesquisadores também demonstraram que os flocos esfoliados de dissulfeto de molibdênio podem ser transformados em uma solução para impressão, e filmes do tamanho de wafer podem ser impressos, já que a boa dispersão e a alta viscosidade dos flocos o tornam altamente adequado para impressão a jato de tinta.

p Em uma análise comparativa, Dr. Zheng Jian, o primeiro autor do artigo, que também é pesquisador do Departamento de Química da NUS Faculty of Science, descobriram que o método de intercalação de naftaleneto de metal alcalino aplicado possui vantagens significativas em comparação com o método convencional.

p Comentando sobre a importância das descobertas, Prof Loh disse, "Atualmente, há um gargalo no desenvolvimento de calcogenetos bidimensionais processados ​​em solução. Nossa equipe desenvolveu um agente esfoliante alternativo usando os sais orgânicos de naftaleno e este novo método é mais eficiente do que os métodos anteriores baseados em solução. Também pode ser aplicado a outras classes de calcogenetos bidimensionais. "

p “Considerando a versatilidade deste método, pode ser adotado como a nova referência em química de esfoliação de calcogenetos bidimensionais, " ele adicionou.

p Pesquisas adicionais sobre dispositivos para impressão

p O campo de rápido crescimento da fotônica impressa, eletrônica e optoeletrônica exigem materiais de alta qualidade, deposição precisa de material, e óptica específica de aplicativo, elétrico, químico, e propriedades mecânicas.

p Para promover suas pesquisas e atender à indústria, O professor Loh e sua equipe irão desenvolver tintas baseadas em diferentes tipos de calcogenetos bidimensionais esfoliados por seu novo método para produzir dispositivos optoeletrônicos imprimíveis. Eles também testarão as propriedades ópticas não lineares dos flocos que produziram.