Imagen de microscopio electrónico de barrido de MoS2 atómicamente delgado con jerarquización, estructuras de doble escala. Crédito:SungWoo Nam, Universidad de Illinois
Disulfuro de molibdeno (MoS2), que se utiliza de forma ubicua como lubricante sólido, Recientemente se ha demostrado que tiene una forma bidimensional (2D) similar al grafeno. Pero, cuando se adelgaza a menos de un nanómetro de espesor, MoS2 demuestra propiedades prometedoras como material funcional para dispositivos electrónicos y revestimientos de superficies.
Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado un nuevo enfoque para ajustar dinámicamente la rugosidad a micro y nanoescala del MoS2 atómicamente delgado, y, en consecuencia, el grado apropiado de hidrofobicidad para diversas aplicaciones potenciales basadas en MoS2.
"El conocimiento de cómo los nuevos materiales interactúan con el agua es fundamental, "explicó SungWoo Nam, profesor asistente de ciencias mecánicas e ingeniería en Illinois. "Mientras que la mojabilidad de su primo más famoso, grafeno ha sido investigado sustancialmente, el del MoS2 atómicamente delgado, en particular el MoS2 atómicamente delgado con rugosidad a micro y nanoescala, ha permanecido relativamente inexplorado a pesar de su gran potencial para la investigación fundamental y las aplicaciones de dispositivos. Notablemente, El estudio sistemático de cómo la rugosidad jerárquica a microescala y nanoescala de MoS2 influye en su humectabilidad ha estado ausente en la comunidad científica ".
"Este trabajo proporcionará un nuevo enfoque para ajustar dinámicamente la rugosidad a micro y nanoescala del MoS2 atómicamente delgado y, en consecuencia, el grado apropiado de hidrofobicidad para diversas aplicaciones potenciales basadas en MoS2, "declaró Jonghyun Choi, un estudiante graduado de ingeniería mecánica y primer autor del artículo, "Jerárquico, Estructuras de doble escala de MoS2 atómicamente delgado para humectación ajustable, "que aparece en la revista, Nano letras . "Estos incluyen dispositivos electrónicos a prueba de agua con superhidrofobicidad con un ángulo de contacto con el agua mayor de 150 grados. También puede ser útil para aplicaciones médicas con hidrofobicidad reducida (WCA menor de 100 grados) para un contacto efectivo con sustancias biológicas".
La imagen muestra cómo la arquitectura de superficie controlada y dinámica / la rugosidad de MoS2 atómicamente delgado afecta la humectabilidad. Crédito:SungWoo Nam, Universidad de Illinois
Según los autores, este estudio, expande el juego de herramientas para permitir la humectabilidad sintonizable de materiales 2D, muchos de los cuales recién comienzan a ser descubiertos.
"Cuando se deforma y se modela para producir estructuras a micro y nanoescala, MoS2 se muestra prometedor como material funcional para sistemas de catálisis de evolución de hidrógeno, electrodos para baterías de iones de metales alcalinos, y matrices de emisión de campo, "Nam agregó." Los resultados también deberían contribuir a futuras aplicaciones basadas en MoS2, tales como revestimientos de humectabilidad sintonizables para desalinización y desprendimiento de hidrógeno ".
Imágenes de MoS2 atómicamente delgado con rugosidades a micro y nanoescala y sus correspondientes ángulos de contacto con el agua. Crédito:SungWoo Nam, Universidad de Illinois