Imagem do microscópio eletrônico de varredura de MoS2 atomicamente fino com estruturas de escala dupla. Crédito:SungWoo Nam, Universidade de Illinois
Bissulfeto de molibdênio (MoS2), que é ubiquamente usado como um lubrificante sólido, recentemente demonstrou ter uma forma bidimensional (2D) semelhante ao grafeno. Mas, quando reduzido a menos de um nanômetro de espessura, MoS2 demonstra propriedades com grande promessa como um material funcional para dispositivos eletrônicos e revestimentos de superfície.
Pesquisadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign desenvolveram uma nova abordagem para ajustar dinamicamente a aspereza em escala micro e nano de MoS2 atomicamente fino, e, conseqüentemente, o grau apropriado de hidrofobicidade para várias aplicações potenciais baseadas em MoS2.
“O conhecimento de como novos materiais interagem com a água é fundamental, "explicou SungWoo Nam, professor assistente de ciência mecânica e engenharia em Illinois. "Considerando que a molhabilidade de seu primo mais famoso, grafeno, foi substancialmente investigado, o de MoS2 atomicamente fino - em particular MoS2 atomicamente fino com rugosidade em escala micro e nano - permaneceu relativamente inexplorado, apesar de seu forte potencial para pesquisas fundamentais e aplicações de dispositivos. Notavelmente, O estudo sistemático de como a rugosidade hierárquica em microescala e em nanoescala do MoS2 influencia sua molhabilidade.
"Este trabalho fornecerá uma nova abordagem para ajustar dinamicamente a aspereza em micro e nanoescala de MoS2 atomicamente fino e, consequentemente, o grau apropriado de hidrofobicidade para várias aplicações baseadas em MoS2 em potencial, "declarou Jonghyun Choi, estudante de graduação em engenharia mecânica e primeiro autor do artigo, "Hierárquico, Estruturas de escala dupla de MoS2 atomicamente fino para umedecimento ajustável, "aparecendo no jornal, Nano Letras . "Isso inclui dispositivos eletrônicos à prova d'água com super-hidrofobicidade com ângulo de contato com a água superior a 150 graus. Também pode ser útil para aplicações médicas com hidrofobia reduzida (WCA inferior a 100 graus) para contato efetivo com substâncias biológicas."
A imagem mostra como a arquitetura / rugosidade da superfície controlada e dinâmica de MoS2 atomicamente fino afeta a molhabilidade. Crédito:SungWoo Nam, Universidade de Illinois
De acordo com os autores, este estudo, expande o kit de ferramentas para permitir molhabilidade ajustável de materiais 2D, muitos dos quais estão apenas começando a ser descobertos.
"Quando deformados e padronizados para produzir estruturas em escala micro e nano, MoS2 se mostra promissor como um material funcional para sistemas de catálise de evolução de hidrogênio, eletrodos para baterias de íons de metal alcalino, e matrizes de emissão de campo, "Nam acrescentou." Os resultados também devem contribuir para futuras aplicações baseadas em MoS2, tais como revestimentos de molhabilidade ajustáveis para dessalinização e evolução de hidrogênio. "
Imagens de MoS2 atomicamente fino com rugosidades em escala micro e nano e seus ângulos de contato com a água correspondentes. Crédito:SungWoo Nam, Universidade de Illinois