Le bisulfure de molybdène est très attrayant pour la nanoélectronique de nouvelle génération en raison de sa mobilité de charge au niveau du silicium et de sa capacité à fonctionner sans couches diélectriques supplémentaires à haute k.
Le rôle du bisulfure de molybdène en tant que lubrifiant à l'état solide, attribué à son faible coefficient de friction et à sa haute stabilité chimique et thermique, en a fait un incontournable dans diverses industries, notamment l'aérospatiale et l'automobile.
La structure cristalline unique du bisulfure de molybdène, ressemblant au graphite, lui permet d'être séparé mécaniquement en feuilles bidimensionnelles, permettant ainsi son utilisation dans des applications telles que les semi-conducteurs et les supraconducteurs.
Numéro CAS : 1317-33-5
Numéro CE : 215-172-4
Formule chimique : MoS2
Masse exacte : 161,849549
Synonymes : disulfure de molybdène, sulfure de molybdène (IV), DISULFURE DE MOLYBDÈNE, sulfure de molybdène (IV), 1317-33-5, molybdénite, disulfure de molybdène, 1309-56-4, molybdénite (MoS2), sulfure de molybdène (MoS2), bis( sulfanylidène)molybdène, Pigment Black 34, ZC8B4P503V, MFCD00003470, Molysulfure, Molykote, Motimol, Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, Molyke R, T-Powder, Moly Powder B, Moly Powder C, Moly Powder PA, Moly Powder PS, Mopol M, Mopol S, Molybdénite naturelle, 56780-54-2, Bisulfure de molybdène, M 5 (lubrifiant), Liqui-Moly LM 2, Solvest 390A, DM 1 (sulfure), Liqui-Moly LM 11, MoS2, Molycolloïde CF 626 , LM 13 (lubrifiant), MD 40 (lubrifiant), Molykote Microsize Powder, Minerais de molybdène, molybdénite, 863767-83-3, DAG-V 657, HSDB 1660, DAG 206, DAG 325, LM 13, MD 40, EINECS 215 -172-4, EINECS 215-263-9, UNII-ZC8B4P503V, CI 77770, disulfidomolybdène, starbld0007122, [MoS2], sulfure de molybdène (IV), poudre, CHEBI:30704, DISULFURE DE MOLYBDÈNE [MI], DTXSID201318098, (IV ) sulfure, 95,0 %, DISULFURE DE MOLYBDÈNE [HSDB], AKOS015903590, molybdénite de Henderson, NIST RM 8599, disulfure de molybdène, cristal, 99,995 %, FT-0628966, NS00112647, sulfure de molybdène (IV), poudre, dag325, bdène, sulfure de molybdène (mos2 ), MOLYBDÈNE(IV)SULFIDEPOWDEREXTRAPU&, MOLYBDENUM(IV)SULFIChemicalbookDE,POWDER,<2MICRON,99%, MOLYBDENUM(IV)SULFURE,POUDRE, MolybdenumDisulfidePowder, Molybdenum(IV)sulfure,98.50%, mos2, MOLYBDENUM SULFIDE, dag325, molykote, MOLYBDÉNITE, Molybdndisulfide, disulfure de molybdène, SULFURE DE MOLYBDÈNE (IV), sulfure de molybdène (mos2), mopolm, sulfure de molybdène (IV), molybdénite, molykote, sulfure d'hydrogène ; molybdène, bisulfure de molybdène, Molykote, bis(sulfanylidène)molybdène, molysulfure, Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, disulfanylidène molybdène, dithioxomolybdène
Le bisulfure de molybdène, ou molybdène, est un composé inorganique composé de soufre et de molybdène.
Le bisulfure de molybdène à quelques couches est considéré comme l’un des matériaux les plus attractifs pour la nanoélectronique de nouvelle génération.
Cela est dû à la mobilité de charge du bisulfure de molybdène au niveau du silicium et au rapport marche/arrêt de courant élevé dans les transistors à couches minces.
Comparé au bisulfure de molybdène monocouche (qui nécessite le dépôt d'une couche diélectrique supplémentaire à haute k telle que HfO2), le MoS2 à quelques couches peut être utilisé seul.
Cela rend le bisulfure de molybdène plus attrayant pour la fabrication de transistors et autres dispositifs optoélectroniques.
Le bisulfure de molybdène est un composé inorganique.
Le disulfure de molybdène est composé de molybdène et de soufre.
La formule chimique du bisulfure de molybdène est MoS2.
Le bisulfure de molybdène est un matériau en couches bidimensionnel.
Les monocouches de dichalcogénures de métaux de transition (TMD) présentent une photoconductivité.
Les couches du TMD peuvent être exfoliées mécaniquement ou chimiquement pour former des nanofeuilles.
Le bisulfure de molybdène est une source de molybdène modérément soluble dans l'eau et dans les acides pour des utilisations compatibles avec les sulfates.
Les composés sulfates sont des sels ou des esters d’acide sulfurique formés en remplaçant l’un ou les deux hydrogènes par un métal.
La plupart des composés de sulfate métallique sont facilement solubles dans l'eau pour des utilisations telles que le traitement de l'eau, contrairement aux fluorures et aux oxydes qui ont tendance à être insolubles.
Les formes organométalliques sont solubles dans les solutions organiques et parfois dans les solutions aqueuses et organiques.
Les ions métalliques peuvent également être dispersés à l'aide de nanoparticules en suspension ou enrobées et déposés à l'aide de cibles de pulvérisation et de matériaux d'évaporation pour des utilisations telles que des matériaux d'énergie solaire et des piles à combustible.
Le bisulfure de molybdène est généralement immédiatement disponible dans la plupart des volumes.
Les dichalcogénures de métaux de transition (TMDC) sont la classe de matériaux et le bisulfure de molybdène appartient à cette classe.
Les matériaux de cette classe ont MX2 comme formule chimique.
Dans MX2, X est un chalcogène (groupe 16 du tableau périodique) et M est un atome de métal de transition (groupe 4 au groupe 12 du tableau périodique).
MoS2 est la formule chimique du bisulfure de molybdène.
Le bisulfure de molybdène, ou molybdène, est un composé inorganique composé de soufre et de molybdène.
Le bisulfure de molybdène se présente naturellement dans une structure en couches, ce qui le rend polyvalent et plus efficace dans une variété d'applications.
Le bisulfure de molybdène est souvent un composant des mélanges et des composites où un faible frottement est recherché.
Le bisulfure de molybdène est le plus célèbre de la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) monocouches.
Le bisulfure de molybdène est utilisé en vrac depuis de nombreuses années comme lubrifiant à l'état solide, cela en raison de son faible coefficient de frottement en plus de sa haute stabilité chimique et thermique.
Toutes les formes de bisulfure de molybdène ont une structure en couches, dans laquelle un plan d'atomes de molybdène est pris en sandwich par des plans d'ions sulfure.
Ces trois strates forment une monocouche de bisulfure de molybdène.
Le disulfure de molybdène en vrac se compose de monocouches empilées, qui sont maintenues ensemble par de faibles interactions de Van der Waals.
La formule chimique du bisulfure de molybdène est MoS2.
La structure cristalline du bisulfure de molybdène prend la forme d'un plan hexagonal d'atomes S de chaque côté d'un plan hexagonal d'atomes Mo.
Ces triples plans s'empilent les uns sur les autres, avec de fortes liaisons covalentes entre les atomes de Mo et de S, mais un faible van der Waals forçant les couches de maintien ensemble.
Cela leur permet d'être séparés mécaniquement pour former des feuilles bidimensionnelles de bisulfure de molybdène.
Le disulfure de molybdène, également connu sous le nom de molybdène, est un composé métallique inorganique composé de molybdène et de soufre.
Le bisulfure de molybdène se présente à l'état naturel sous forme de molybdénite minérale (le principal minerai de molybdène) et possède une structure en couches de réseau cristallin.
Les liaisons faibles entre les atomes répartis dans différentes couches et les liaisons fortes reliant les atomes en couches uniques permettent aux plaques de glisser les unes sur les autres.
Des matériaux similaires comprennent le disulfure de tungstène, le nitrure de bore, l'iodure de plomb, le sulfate d'argent, le mica et l'iodure de cadmium.
Le disulfure de molybdène appartient à une classe de matériaux appelés « dichalcogénures de métaux de transition » (TMDC).
Les matériaux de cette classe ont la formule chimique MX2, où M est un atome de métal de transition (groupes 4 à 12 dans le tableau périodique) et X est un chalcogène (groupe 16).
La formule chimique du bisulfure de molybdène est MoS2.
La structure cristalline du bisulfure de molybdène prend la forme d'un plan hexagonal d'atomes S de chaque côté d'un plan hexagonal d'atomes Mo.
Ces triples plans s'empilent les uns sur les autres, avec de fortes liaisons covalentes entre les atomes de Mo et de S, mais un faible van der Waals forçant les couches de maintien ensemble.
Cela leur permet d'être séparés mécaniquement pour former des feuilles bidimensionnelles de bisulfure de molybdène.
Suite à l’énorme intérêt de la recherche pour le graphène, le bisulfure de molybdène était le prochain matériau bidimensionnel à étudier pour des applications potentielles dans les dispositifs.
En raison de sa bande interdite directe, le bisulfure de molybdène présente un grand avantage par rapport au graphène pour plusieurs applications, notamment les capteurs optiques et les transistors à effet de champ.
Le disulfure de molybdène est le composant principal de la molybdénite.
Poudre solide noire à éclat métallique.
La formule chimique du bisulfure de molybdène est MoS™, point de fusion 1185°, densité 4,80 g/cm³ (14°°)
Le bisulfure de molybdène (MoS2) est l'un de ces matériaux qui est naturellement disponible sous forme en vrac et peut être exfolié jusqu'à former des monocouches.
Le bisulfure de molybdène est un sel sulfuré.
La molybdénite est un minéral de formule Mo4+S2-2 ou MoS2. Le symbole IMA est Mol.
Le disulfure de molybdène (MoS2) est un composé inorganique appartenant à la série des dichalcogénures de métaux de transition (TMD) avec une terre abondante, constitué d'un
Atome de molybdène et deux atomes de soufre.
Le disulfure de molybdène est un composé inorganique qui existe dans la nature dans la molybdénite minérale.
Les cristaux de bisulfure de molybdène ont une structure en couches hexagonale (illustré) similaire au graphite.
En 1957, Ronald E. Bell et Robert E. Herfert de la Climax Molybdenum Company of Michigan (Ann Arbor), aujourd'hui disparue, ont préparé ce qui était alors une nouvelle forme cristalline rhomboédrique de MoS2.
Des cristaux rhomboédriques ont ensuite été découverts dans la nature.
Comme la plupart des sels minéraux, le bisulfure de molybdène a un point de fusion élevé, mais il commence à se sublimer à une température relativement basse de 450 ºC.
Cette propriété du bisulfure de molybdène est utile pour purifier le composé.
En raison de sa structure en couches, le bisulfure de molybdène hexagonal, comme le graphite, est un excellent lubrifiant « sec ».
Le bisulfure de molybdène et son cousin le disulfure de tungstène peuvent être utilisés comme revêtements de surface sur des pièces de machines (par exemple dans l'industrie aérospatiale), dans les moteurs à deux temps (le type utilisé pour les motos) et dans les canons d'armes à feu (pour réduire la friction entre la balle et le canon).
Contrairement au graphite, le bisulfure de molybdène ne dépend pas de l'eau adsorbée ou d'autres vapeurs pour ses propriétés lubrifiantes.
Le bisulfure de molybdène peut être utilisé à des températures allant jusqu'à 350 ºC dans des environnements oxydants et jusqu'à 1 100 ºC dans des environnements non oxydants.
La stabilité du bisulfure de molybdène le rend utile dans les applications à haute température dans lesquelles les huiles et les graisses ne sont pas pratiques.
En plus de ses propriétés lubrifiantes, le bisulfure de molybdène est un semi-conducteur.
On sait également que le bisulfure de molybdène et d'autres chalcogénures de métaux de transition semi-conducteurs deviennent supraconducteurs à leur surface lorsqu'ils sont dopés avec un champ électrostatique.
Le mécanisme de la supraconductivité était incertain jusqu'en 2018, lorsque Andrea C. Ferrari de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni) et ses collègues de l'Université de Cambridge (Royaume-Uni) et de ses collègues du
L'Institut polytechnique de Turin (Italie) a rapporté qu'une surface de Fermi multivallée est associée à l'état supraconducteur du MoS2.
Les auteurs estiment que « cette topologie [de la surface de Fermi] servira de ligne directrice dans la recherche de nouveaux supraconducteurs ».
Le disulfure de molybdène (ou molybdène) est un composé inorganique composé de molybdène et de soufre.
La formule chimique du bisulfure de molybdène est MoS2.
Le disulfure de molybdène est classé comme dichalcogénure de métal de transition.
Le bisulfure de molybdène est un solide noir argenté qui se présente sous la forme de molybdénite, le principal minerai du molybdène.
Le bisulfure de molybdène est relativement peu réactif.
Le bisulfure de molybdène n'est pas affecté par les acides dilués et l'oxygène.
En apparence et au toucher, le bisulfure de molybdène est similaire au graphite.
Le bisulfure de molybdène est largement utilisé comme lubrifiant sec en raison de sa faible friction et de sa robustesse.
Le bisulfure de molybdène en vrac est un semi-conducteur diamagnétique à bande interdite indirecte similaire au silicium, avec une bande interdite de 1,23 eV.
Le bisulfure de molybdène est souvent un composant des mélanges et des composites où un faible frottement est recherché.
Utilisations du bisulfure de molybdène :
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme lubrifiant sec et additif lubrifiant.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme lubrifiant sec, par exemple dans les graisses, les dispersions, les matériaux de friction et les revêtements agglomérés.
Les complexes molybdène-soufre peuvent être utilisés en suspension mais plus couramment dissous dans des huiles lubrifiantes à des concentrations de quelques pour cent.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme additif dans les graisses lubrifiantes, les matériaux de friction, le plastique, le caoutchouc, le nylon, le PTFE, les revêtements, etc.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme catalyseur d'hydrogénation.
Le bisulfure de molybdène est l'un des lubrifiants les plus utilisés dans les systèmes spatiaux.
Le bisulfure de molybdène est un additif courant qui améliore les propriétés antigrippantes de la graisse pour roulements de roue.
Le bisulfure de molybdène est utilisé depuis de nombreuses années comme lubrifiant solide en raison de ses propriétés intéressantes de réduction des frottements liées à sa structure cristalline.
Le bisulfure de molybdène est un composé lamellaire constitué d'un empilement de couches S-Mo-S.
Dans chacun d’eux, l’atome de molybdène est entouré de six atomes de soufre situés au sommet d’un prisme trigonal.
La distance entre un atome de molybdène et un atome de soufre est égale à 0,241 nm, alors que la distance entre deux atomes de soufre issus de deux couches adjacentes est égale à 0,349 nm.
Cette caractéristique était souvent utilisée pour expliquer la facilité de clivage entre les couches et donc les propriétés lubrifiantes du bisulfure de molybdène.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme catalyseur d'hydrogénation pour la synthèse organique.
Le bisulfure de molybdène est dérivé d'un métal de transition commun, plutôt que d'un métal du groupe 10 comme c'est le cas de nombreuses alternatives.
Le bisulfure de molybdène est choisi lorsque le prix du catalyseur ou la résistance à l'empoisonnement au soufre sont une préoccupation majeure.
Le bisulfure de molybdène est efficace pour l'hydrogénation de composés nitro en amines et peut être utilisé pour produire des amines secondaires par amination réductrice.
Le catalyseur peut également effectuer une hydrogénolyse de composés organosoufrés, d'aldéhydes, de cétones, de phénols et d'acides carboxyliques en leurs alcanes respectifs.
Le catalyseur souffre cependant d'une activité plutôt faible, nécessitant souvent des pressions d'hydrogène supérieures à 95 atm et des températures supérieures à 185 °C.
En raison de sa bande interdite directe, le bisulfure de molybdène monocouche a suscité beaucoup d'intérêt pour les applications dans les dispositifs électroniques et optoélectroniques (tels que les transistors, les photodétecteurs, les systèmes photovoltaïques et les diodes électroluminescentes).
Le bisulfure de molybdène est également étudié pour des applications en photonique et peut être combiné avec d'autres TMDC pour créer des dispositifs hétérostructurés avancés.
En plus de servir de principale source naturelle de molybdène, le bisulfure de molybdène purifié est un excellent lubrifiant lorsqu'il se présente sous la forme d'un film sec ou comme additif à l'huile ou à la graisse.
Le bisulfure de molybdène est également utilisé comme charge dans les nylons et comme catalyseur efficace pour les réactions d'hydrogénation-déshydrogénation.
Le bisulfure de molybdène a un large éventail d'utilisations et d'applications industrielles et commerciales, y compris les lubrifiants.
La faible réactivité du bisulfure de molybdène en fait un choix idéal pour les matériaux à faible friction.
De plus, le bisulfure de molybdène est considéré comme un lubrifiant efficace en raison de son faible coefficient de friction et de son inertie chimique.
Le bisulfure de molybdène peut également être utilisé comme lubrifiant sec, ce qui signifie qu'il ne nécessite pas de lubrifiant liquide.
Le bisulfure de molybdène est également capable de protéger les surfaces métalliques de la corrosion et de l'usure, ce qui en fait un choix idéal pour de nombreuses applications industrielles.
Le bisulfure de molybdène est un composant important des lubrifiants extrême pression (EP) qui offrent une protection sous des charges extrêmes.
Lorsqu'une graisse ordinaire est utilisée dans des applications à haute pression, le bisulfure de molybdène peut être pressé au point que les surfaces graissées entrent en contact physique, entraînant une friction et une usure.
Les huiles extrême pression contenant des lubrifiants solides, tels que le bisulfure de molybdène, peuvent aider à réduire ou à éviter ces problèmes.
Le bisulfure de molybdène offre une lubrification et une protection supérieures contre l'usure, même dans des conditions extrêmes telles que des températures, des pressions, des cisaillements et des charges élevées.
Les lubrifiants extrême pression contribuent également à améliorer l’efficacité et à réduire les temps d’arrêt en raison de la réduction de la friction et de l’usure.
Ils contribuent également à prolonger la durée de vie des machines et à réduire la consommation d’énergie.
En raison de ses propriétés lubrifiantes, le bisulfure de molybdène a de nombreuses applications industrielles, notamment dans l'aérospatiale, l'automobile, les machines-outils et les composants de dispositifs médicaux.
Dans l'industrie automobile, le bisulfure de molybdène est utilisé pour lubrifier les composants du moteur et les transmissions.
Dans le domaine aérospatial, le bisulfure de molybdène est utilisé pour lubrifier les moteurs d’avion, les aubes de turbine et autres pièces mobiles.
Le bisulfure de molybdène peut également contribuer à réduire la friction des pièces métalliques, augmentant ainsi la durée de vie des machines.
En raison de sa faible densité et de son pouvoir lubrifiant élevé, le bisulfure de molybdène peut également être ajouté aux plastiques et aux composites polymères.
De plus, le bisulfure de molybdène possède une bonne conductivité thermique et électrique et son inertie chimique en fait un excellent inhibiteur de corrosion.
Le film à quelques couches de bisulfure de molybdène, avec une bande interdite directe impressionnante de 1,9 eV en régime monocouche, a des applications potentielles prometteuses en nanoélectronique, optoélectronique et dispositifs flexibles.
Les films à quelques couches de bisulfure de molybdène peuvent également être transformés en hétérostructures pour les dispositifs de conversation et de stockage d'énergie, et utilisés comme catalyseur pour les réactions de révolution de l'hydrogène (HER).
Le film à quelques couches de bisulfure de molybdène peut être utilisé à des fins de recherche telles que l'analyse microscopique, la photoluminescence et les études de spectroscopie Raman.
Le film de bisulfure de molybdène à quelques couches peut également être transféré sur d'autres substrats.
Le bisulfure de molybdène dont la taille des particules est comprise entre 1 et 100 μm est un lubrifiant sec courant.
Il existe peu d'alternatives pouvant conférer un pouvoir lubrifiant et une stabilité élevés jusqu'à 350 °C dans des environnements oxydants.
Les tests de frottement par glissement du bisulfure de molybdène à l'aide d'un testeur broche sur disque à faibles charges (0,1-2 N) donnent des valeurs de coefficient de frottement <0,1.
Une variété d'huiles et de graisses sont utilisées, car elles conservent leur pouvoir lubrifiant même en cas de perte d'huile presque complète, trouvant ainsi une utilisation dans des applications critiques telles que les moteurs d'avion.
Lorsqu'il est ajouté aux plastiques, le bisulfure de molybdène forme un composite présentant une résistance améliorée ainsi qu'une friction réduite.
Les polymères contenant du bisulfure de molybdène comprennent le nylon (sous le nom commercial Nylatron), le téflon et le Vespel.
Des revêtements composites autolubrifiants pour applications à haute température ont été développés, composés de bisulfure de molybdène et de nitrure de titane par dépôt chimique en phase vapeur.
Le bisulfure de molybdène est souvent utilisé dans les moteurs à deux temps ; par exemple les moteurs de motos.
Le bisulfure de molybdène est également utilisé dans les joints homocinétiques et universels.
Les revêtements en bisulfure de molybdène permettent aux balles de passer plus facilement à travers le canon du fusil, ce qui réduit l'encrassement du canon, ce qui permet au canon de conserver sa précision balistique beaucoup plus longtemps.
Cette résistance à l'encrassement du canon a un coût inférieur à la vitesse initiale avec la même charge en raison d'une diminution de la pression dans la chambre.
Le bisulfure de molybdène est appliqué aux roulements dans les applications sous ultravide jusqu'à 10-9 torr (de -226 à 399 °C).
Le lubrifiant est appliqué par brunissage et l'excédent est essuyé de la surface d'appui.
Le bisulfure de molybdène est également utilisé dans le fart de ski pour empêcher l'accumulation d'électricité statique dans des conditions de neige sèche et pour ajouter de la glisse lors de la glisse dans la neige sale.
Le bisulfure de molybdène est souvent utilisé dans les moteurs à deux temps ; par exemple, les moteurs de motos.
Le bisulfure de molybdène est également utilisé dans les joints homocinétiques et universels.
Pendant la guerre du Vietnam, le produit au bisulfure de molybdène « Dri-Slide » était utilisé pour lubrifier les armes, bien qu'il provenait de sources privées et non militaires.
Les revêtements en bisulfure de molybdène permettent aux balles de passer plus facilement à travers le canon du fusil avec moins de déformation et une meilleure précision balistique.
De nombreux types d’huiles et de graisses sont souvent utilisés car ils peuvent préserver leur pouvoir lubrifiant, étendant ainsi leur utilisation à des applications plus critiques comme les moteurs d’avion.
Le bisulfure de molybdène peut également être ajouté aux plastiques pour créer un composite améliorant la résistance et réduisant la friction.
Le revêtement au bisulfure de molybdène (constitué de poudre de molybdène de haute pureté) est un lubrifiant à film sec utilisé sur les pièces industrielles pour réduire l'usure et améliorer le coefficient de friction.
Les applications des revêtements au bisulfure de molybdène incluent les domaines nécessitant un lubrifiant non réactif qui ne déclenche pas de réactions lors de son utilisation.
Les applications typiques du bisulfure de molybdène comprennent les applications sur les piles à combustible, les applications sous vide, la photonique et le photovoltaïque, les applications à haute température, les applications militaires et les applications automobiles comme les moteurs à deux temps.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme lubrifiant sec.
Le bisulfure de molybdène est d’apparence noire et ne réagit généralement pas avec la plupart des éléments chimiques.
Le bisulfure de molybdène est similaire au graphite en termes de texture et d'apparence, et comme le graphite, il est utilisé dans les graisses pour la lubrification des embouts et comme lubrifiant sec.
En raison de l'origine géothermique du bisulfure de molybdène, il offre une excellente durabilité pour résister à une pression et une chaleur intenses.
Cela est particulièrement vrai si certaines quantités de soufre sont présentes pour interagir avec le fer pour former une couche de sulfure qui fonctionne avec le bisulfure de molybdène pour maintenir un film lubrifiant.
Le bisulfure de molybdène possède des propriétés lubrifiantes uniques qui le distinguent de la plupart des lubrifiants solides.
Le bisulfure de molybdène a un faible coefficient de frottement inhérent, une structure filmogène, des propriétés lubrifiantes efficaces, une affinité robuste pour les surfaces métalliques et une limite d'élasticité très élevée.
Une combinaison de bisulfure de molybdène et de sulfures solubles dans l'eau offre à la fois une lubrification et une prévention de la corrosion dans les matériaux de formage des métaux et les fluides de coupe.
De même, les éléments molybdène-soufre solubles dans l'huile comme les thiocarbamates et les thiophosphates offrent une protection du moteur contre l'usure, la corrosion et l'oxydation courantes.
En raison des faibles réactions de Van der Waals entre les couches d'atomes de soufre, le bisulfure de molybdène a un coefficient de frottement relativement faible.
Le bisulfure de molybdène est une combinaison typique de composites et de mélanges nécessitant un faible frottement.
Le bisulfure de molybdène est souvent utilisé dans les moteurs à deux temps ; par exemple, les moteurs de motos.
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme lubrifiant :
Le bisulfure de molybdène a un point de fusion extrêmement élevé, tout comme la plupart des autres sels minéraux.
En raison de sa structure hexagonale en couches, le bisulfure de molybdène, comme le graphite, est couramment utilisé comme lubrifiant solide.
Utilisations du lubrifiant :
En raison des faibles interactions de Van der Waals entre les feuillets d'atomes de sulfure, le bisulfure de molybdène a un faible coefficient de frottement.
Le bisulfure de molybdène dont la taille des particules est comprise entre 1 et 100 µm est un lubrifiant sec courant.
Il existe peu d'alternatives qui confèrent un pouvoir lubrifiant et une stabilité élevés jusqu'à 350 °C dans des environnements oxydants.
Les tests de frottement par glissement du bisulfure de molybdène à l'aide d'un testeur à broche sur disque à faibles charges (0,1 – 2 N) donnent des valeurs de coefficient de frottement <0,1.
Le bisulfure de molybdène est souvent un composant de mélanges et de composites nécessitant un faible frottement.
Par exemple, du bisulfure de molybdène est ajouté au graphite pour améliorer l'adhérence.
Une variété d'huiles et de graisses sont utilisées, car elles conservent leur pouvoir lubrifiant même en cas de perte d'huile presque complète, trouvant ainsi une utilisation dans des applications critiques telles que les moteurs d'avion.
Lorsqu'il est ajouté aux plastiques, le bisulfure de molybdène forme un composite présentant une résistance améliorée ainsi qu'une friction réduite.
Les polymères qui peuvent être remplis de bisulfure de molybdène comprennent le nylon (nom commercial Nylatron), le téflon et le Vespel.
Les revêtements composites autolubrifiants pour applications à haute température sont constitués de bisulfure de molybdène et de nitrure de titane, par dépôt chimique en phase vapeur.
Des exemples d'applications de lubrifiants à base de bisulfure de molybdène comprennent les moteurs à deux temps (tels que les moteurs de motos), les freins à rétropédalage de vélo, les joints homocinétiques et universels automobiles, les farts et les balles de ski.
D'autres matériaux inorganiques en couches qui présentent des propriétés lubrifiantes (collectivement appelés lubrifiants solides (ou lubrifiants secs)) comprennent le graphite, qui nécessite des additifs volatils et du nitrure de bore hexagonal.
La catalyse utilise :
Le bisulfure de molybdène est utilisé comme cocatalyseur pour la désulfuration en pétrochimie, par exemple l'hydrodésulfuration.
L'efficacité des catalyseurs au bisulfure de molybdène est renforcée par un dopage avec de petites quantités de cobalt ou de nickel.
Le mélange intime de ces sulfures est supporté sur alumine.
De tels catalyseurs sont générés in situ en traitant de l'alumine imprégnée de molybdate/cobalt ou de nickel avec du H2S ou un réactif équivalent.
La catalyse ne se produit pas au niveau des régions régulières en forme de feuille des cristallites, mais plutôt au bord de ces plans.
Candidatures électroniques :
Le bisulfure de molybdène présente de nombreuses particularités prometteuses et l'une d'entre elles est que sa bande interdite a une valeur non nulle par rapport au graphène.
Le bisulfure de molybdène agit comme un semi-conducteur et, en raison de sa conductivité pouvant être modifiée, le MoS2 est à la fois efficace et efficient pour les dispositifs électroniques et logiques.
De plus, la bande interdite indirecte est contenue par la forme massive du bisulfure de molybdène qui est ensuite transformée à l'échelle nanométrique en une bande interdite directe, ce qui suggère que la couche unique de MoS2 a trouvé une application dans les dispositifs optoélectroniques.
Les dispositifs électroniques de faible puissance et les FET à canal court sont également une possibilité grâce au bisulfure de molybdène en raison de sa structure bidimensionnelle, car il nous permet de contrôler la nature électrostatique du matériau.
Les transistors à effet de champ utilisent :
Les appareils électroniques les plus récents ont des transistors à effet de champ comme élément le plus élémentaire.
La technologie des semi-conducteurs a évolué au fil du temps.
La lithographie permet notamment de réduire la taille du transistor de l'ordre de quelques nanomètres.
Leur taille de canal est inférieure à 14 nm, ce qui présente de nombreux avantages tels qu'une réduction des coûts, une faible consommation d'énergie et une commutation rapide.
Un tunnel mécanique quantique a lieu entre les électrodes source et le drain en raison de l'effet de chauffage Joule.
Pour éviter les effets de canal court et produire des dispositifs de taille nanométrique, il est très important d’explorer des matériaux de canal plus minces et des matériaux d’oxydes de grille plus fins.
La monocouche de bisulfure de molybdène est un matériau approprié pour commuter des nanodispositifs car elle possède une bande interdite directe de 1,8 eV, ce qui est appréciable.
Le transistor commutable utilise :
Un transistor commutable basé sur une monocouche de bisulfure de molybdène a été présenté en premier par Radisavljevic.
Un canal semi-conducteur d'une épaisseur de 6,5 AËš est contenu dans ce dispositif et une couche de HfO2 de 30 nm d'épaisseur est utilisée pour déposer ce dispositif sur un substrat de SiO2, car elle a été utilisée pour le recouvrir et fonctionne également comme couche diélectrique à grille supérieure.
Le rapport marche/arrêt actuel est affiché par cet appareil à 108 température ambiante.
Courant hors état, par exemple, la pente sous-seuil de 74 mV/déc et 100 fA est présentée par cet appareil.
Selon ces travaux, le bisulfure de molybdène présente un potentiel prometteur dans l'électronique flexible et transparente, et le MoS2 constitue une bonne alternative pour les circuits intégrés à faible consommation en veille.
Utilisations des lubrifiants solides :
Lorsque les lubrifiants liquides ne répondent pas aux exigences des applications requises, des lubrifiants solides sont utilisés.
Les huiles, graisses et autres lubrifiants liquides ne sont pas utilisés dans diverses applications en raison de leur poids, de leurs problèmes d’étanchéité et des conditions environnementales.
Cependant, par rapport aux systèmes basés sur la lubrification à la graisse, les lubrifiants solides sont moins lourds et bon marché.
Dans des conditions de vide poussé, les lubrifiants liquides ne peuvent pas fonctionner, ce qui rend l'appareil inutilisable car dans ces conditions, les lubrifiants s'évaporent également.
La décomposition ou l'oxydation des lubrifiants liquides se produit dans des conditions de température élevée.
Aux températures cryogéniques, les lubrifiants liquides deviennent visqueux ou se solidifient et sont incapables de s'écouler.
Utilisations des lubrifiants liquides :
Sous l’effet de conditions environnementales de rayonnement et de gaz corrosifs, les lubrifiants liquides commencent à se décomposer.
La poussière ou d'autres contaminants sont facilement absorbés par les lubrifiants liquides, là où le problème majeur est la contamination.
Les composants associés aux lubrifiants liquides sont très lourds, leur manipulation dans les applications nécessitant un stockage prolongé est donc difficile.
Ainsi, ces problèmes sont résolus efficacement par les lubrifiants solides.
À tous égards, les lubrifiants liquides échouent en ce qui concerne les mécanismes spatiaux.
Les antennes, les rovers, les télescopes, les véhicules et les satellites, etc., sont impliqués dans les systèmes de déplacement spatial.
Dans des conditions environnementales strictes, ces systèmes fonctionnent plus longtemps avec peu d’entretien.
Dans de telles conditions environnementales, le choix prometteur réside dans les lubrifiants solides, en particulier le bisulfure de molybdène.
En graphite, le contraste utilise :
Contrairement au graphite, le bisulfure de molybdène n'a pas besoin de la pression de vapeur de l'eau pour présenter une lubrification.
Les bagues collectrices, les engrenages, les roulements à billes, les mécanismes de pointage et de déclenchement, etc. sont les composants des applications spatiales qui dépendent de la lubrification au bisulfure de molybdène.
La diminution du pouvoir lubrifiant du bisulfure de molybdène sous l'effet d'un environnement humide constitue un défi majeur pour sa mise en œuvre dans diverses applications terrestres.
La pulvérisation du bisulfure de molybdène avec Ti implique l'amélioration des caractéristiques mécaniques du MoS2 et protège également le MoS2 de l'humidité.
Cette amélioration des caractéristiques mécaniques du bisulfure de molybdène est significative pour les opérations d'usinage à sec.
Les biocapteurs utilisent :
De graves problèmes de santé ont considérablement affecté le mode de vie de l’être humain.
Les effets significatifs conduisent à une importance accrue de trouver de nouvelles méthodes et techniques permettant d’observer différents et nombreux facteurs à l’origine de ces effets et de ces maladies.
De ce point de vue, l’évolution des biocapteurs joue un rôle important et majeur.
La biodétection a également été utilisée de manière élémentaire pour observer efficacement les facteurs pathogènes.
La sensibilité et la sélectivité sont les deux facteurs dont dépend la qualité des biocapteurs.
Des recherches sont menées à grande échelle pour concevoir des matrices de capteurs afin d'améliorer la sélectivité et la sensibilité des biocapteurs.
Utilisations des nanostructures :
Des nanostructures de bisulfure de molybdène possédant une nature 2D ont été utilisées pour la biodétection basée sur le phénomène électrochimique.
Les feuilles de bisulfure de molybdène sous forme de matériaux d'électrode dans les biocapteurs ont fait l'objet d'une exploration approfondie.
Les nanofeuilles de bisulfure de molybdène affichent une forte fluorescence dans le domaine visible en raison de leur bande interdite directe, ce qui fait du bisulfure de molybdène un candidat approprié pour les biocapteurs optiques.
Les biocapteurs optiques sont rentables. Le bisulfure de molybdène 1-D présente des caractéristiques électriques prometteuses et est analogue aux nanotubes de carbone (CNT).
L’un des candidats efficaces et efficients pour les biocapteurs sont les capteurs électrochimiques basés sur des nanotubes de carbone.
Biocapteurs basés sur FET :
De nombreux chercheurs sont fascinés par les biocapteurs basés sur le FET.
Un drain et deux sources d'électrodes sont principalement contenus dans le FET et s'associent électriquement entre eux via un canal basé sur le matériau semi-conducteur.
Le courant qui circule dans le canal entre le drain et la source est contrôlé par la troisième électrode, la grille couplée à une couche diélectrique.
Les biomolécules créant un effet électrostatique sont capturées par le canal fonctionnalisé puis converties en un signal observable sous forme de
Propriétés électriques des appareils FET.
Les performances des caractéristiques des appareils dépendent de la stratégie de polarisation de la porte.
Les capteurs de gaz utilisent :
À l’heure actuelle, il est très important de retracer les gaz et polluants nocifs, par exemple le dioxyde de soufre (SO2), le sulfure d’hydrogène (H2S), le dioxyde de carbone (CO2), l’ammoniac (NH3) et l’oxyde d’azote (NOx).
L'environnement, la qualité de l'air et les gaz nocifs sont surveillés par une méthode connue sous le nom de détection de gaz.
La dépendance à la résistance, les transistors à effet de champ, les fibres optiques chimirésistives, à diode Schottky, etc. et d'autres capteurs de gaz à semi-conducteurs sont utilisés pour la détection de gaz, mais en raison de leur faible coût de production et de leur facilité d'utilisation, les capteurs de gaz basés sur la résistivité sont les plus appréciables.
Evolution des utilisations du graphène et des matériaux 2D :
Le bisulfure de molybdène est dû à ses caractéristiques prometteuses telles que la sensibilité élevée, la sélectivité, le rapport surface/masse élevé et le faible bruit, que l'évolution des matériaux bidimensionnels et du graphène aide à la recherche de capteurs de gaz.
Des observations étaient en cours sur le comportement de détection des capteurs à différentes concentrations et différentes températures.
Avec une limite de détection de 4,6 ppb, ce capteur présente une grande sensibilité à une température de 60 degrés Celsius.
Une récupération complète/réponse rapide est affichée par le capteur.
Transistors à effet de champ :
La large bande interdite directe et la mobilité relativement élevée des porteurs du bisulfure de molybdène en font un choix évident pour les FET.
Les premières expériences sur des transistors monocouches au bisulfure de molybdène se sont révélées très prometteuses, avec des mobilités enregistrées de 200 cm2V-1s-1 et un rapport marche/arrêt d'environ 108.
Il a été suggéré que le bisulfure de molybdène pourrait surpasser les FET à base de silicium dans plusieurs paramètres clés, tels que l'efficacité énergétique et le rapport marche/arrêt.
Cependant, ils ont tendance à présenter uniquement des caractéristiques de type n.
De nombreux efforts ont été déployés pour affiner les FET en réduisant les interactions entre les substrats, en améliorant l'injection électrique et en réalisant le transport ambipolaire.
Les photodétecteurs utilisent :
Les propriétés de bande interdite du bisulfure de molybdène se prêtent également aux applications optoélectroniques.
Un dispositif fabriqué à partir d'un flocon exfolié avec une sensibilité de 880 AW-1 et une photoréponse à large bande (400-680 nm) a été démontré pour la première fois il y a 5 ans.
En se combinant avec le graphène dans une hétérostructure monocouche, la sensibilité a été augmentée d'un facteur 104.
Les cellules solaires utilisent :
Le bisulfure de molybdène monocouche a une absorption optique visible d'un ordre de grandeur supérieure à celle du silicium, ce qui en fait un matériau de cellule solaire prometteur.
Lorsqu'il est combiné avec une monocouche WS2 ou du graphène, des efficacités de conversion de puissance d'environ 1 % ont été enregistrées.
Bien que ces rendements semblent faibles, la surface active de tels dispositifs n'a qu'une épaisseur d'environ 1 nanomètre (contre 100 micromètres pour les cellules en silicium), ce qui correspond donc à une densité de puissance 104 fois supérieure.
Une cellule à hétérojonction de type II constituée de bisulfure de molybdène monocouche cultivé par CVD et de silicium dopé p a montré un PCE supérieur à 5 %.
Les capteurs chimiques utilisent :
Il a été démontré que l'intensité de photoluminescence (PL) du bisulfure de molybdène monocouche dépend fortement de l'adsorption physique de l'eau et de l'oxygène sur sa surface.
Le transfert d'électrons de la monocouche de type n vers les molécules de gaz stabilise les excitons et augmente l'intensité du PL jusqu'à 100 fois.
D'autres études basées sur les propriétés électriques des structures FET ont montré que les capteurs monocouches sont instables lors de la détection de NO, NO2, NH3 et de l'humidité, mais que le fonctionnement peut être stabilisé en utilisant quelques couches.
Les électrodes de supercondensateur utilisent :
La structure cristalline la plus courante du bisulfure de molybdène est semi-conductrice, ce qui limite sa viabilité pour une utilisation comme électrode. Cependant, le bisulfure de molybdène peut également former une structure cristalline 1T qui est 107 fois plus conductrice que la structure 2H.
Les monocouches 1T empilées agissant comme électrodes dans diverses cellules électrolytiques présentaient des densités de puissance et d'énergie plus élevées que les électrodes à base de graphène.
Les appareils Valleytronic utilisent :
Bien que la technologie du bisulfure de molybdène en soit encore à ses balbutiements, il y a eu quelques premières démonstrations de dispositifs fonctionnant sur les principes de la Valleytronics.
Les exemples incluent un transistor bicouche au bisulfure de molybdène avec effet Hall de vallée accordable et des dispositifs émetteurs de lumière polarisés par vallée.
Structure et propriétés physiques du bisulfure de molybdène :
Phases cristallines :
Toutes les formes de bisulfure de molybdène ont une structure en couches, dans laquelle un plan d'atomes de molybdène est pris en sandwich par des plans d'ions sulfure.
Ces trois strates forment une monocouche de bisulfure de molybdène.
Le disulfure de molybdène en vrac se compose de monocouches empilées, qui sont maintenues ensemble par de faibles interactions de Van der Waals.
Le bisulfure de molybdène cristallin existe dans l'une des deux phases, 2H-MoS2 et 3R-MoS2, où le « H » et le « R » indiquent respectivement une symétrie hexagonale et rhomboédrique.
Dans ces deux structures, chaque atome de molybdène existe au centre d’une sphère de coordination prismatique trigonale et est lié de manière covalente à six ions sulfure.
Chaque atome de soufre a une coordination pyramidale et est lié à trois atomes de molybdène.
Les phases 2H et 3R sont semi-conductrices.
Une troisième phase cristalline métastable connue sous le nom de 1T-MoS2 a été découverte en intercalant du 2H-MoS2 avec des métaux alcalins.
Cette phase a une symétrie trigonale et est métallique.
La phase 1T peut être stabilisée par dopage avec des donneurs d'électrons tels que le rhénium ou reconvertie en phase 2H par rayonnement micro-ondes.
La transition de phase 2H/1T peut être contrôlée via l’incorporation de postes vacants S.
Allotropes :
Des molécules de type nanotube et de type buckyball composées de bisulfure de molybdène sont connues.
PROPRIÉTÉS DU DISULFURE DE MOLYBDÈNE :
Le bisulfure de molybdène a un point de fusion élevé et une faible dilatation thermique, ce qui le rend adapté aux applications à haute température, telles que les fours et les moteurs.
Le bisulfure de molybdène a une conductivité électrique élevée et est souvent utilisé dans les composants électriques, tels que les transistors et les électro-aimants.
Le bisulfure de molybdène est très résistant à l'oxydation et à la corrosion, ce qui en fait un lubrifiant efficace pour les environnements très humides et salés.
Propriétés globales :
Le bisulfure de molybdène est présent naturellement sous forme de minéral « molybdénite ». Sous sa forme massive, il apparaît comme un solide sombre et brillant.
Les faibles interactions intercouches permettent aux feuilles de glisser facilement les unes sur les autres, c'est pourquoi le bisulfure de molybdène est souvent utilisé comme lubrifiant.
Le bisulfure de molybdène peut également être utilisé comme alternative au graphite dans les applications sous vide poussé, mais sa température de fonctionnement maximale est inférieure à celle du graphite.
Le bisulfure de molybdène en vrac est un semi-conducteur avec une bande interdite indirecte d'environ 1,2 eV et présente donc un intérêt limité pour l'industrie optoélectronique.
Propriétés optiques et électriques :
Les couches individuelles de bisulfure de molybdène ont des propriétés radicalement différentes de celles de la masse.
La suppression des interactions intercouches et le confinement des électrons dans un seul plan entraînent la formation d’une bande interdite directe avec une énergie accrue d’environ 1,89 eV (rouge visible).
Une seule monocouche de bisulfure de molybdène peut absorber 10 % de la lumière incidente avec une énergie supérieure à la bande interdite.
Par rapport à un cristal massif, une augmentation de 1 000 fois de l'intensité de la photoluminescence est observée, mais le bisulfure de molybdène reste relativement faible - avec un rendement quantique de photoluminescence d'environ 0,4 %.
Cependant, ce chiffre peut être considérablement augmenté (jusqu'à plus de 95 %) en supprimant les défauts responsables de la recombinaison non radiative.
La bande interdite peut être ajustée en introduisant une contrainte dans la structure.
Une augmentation de 300 meV de la bande interdite pour 1 % de contrainte de compression biaxiale appliquée au bisulfure de molybdène tricouche a été observée.
L'application d'un champ électrique vertical a également été suggérée comme méthode pour réduire la bande interdite dans les TMDC 2D - potentiellement à zéro, faisant ainsi passer la structure de semi-conductrice à métallique.
Les spectres de photoluminescence des monocouches de bisulfure de molybdène montrent deux pics excitoniques : l'un à ~ 1,92 eV (l'exciton A) et l'autre à ~ 2,08 eV (l'exciton B).
Ceux-ci sont attribués à la division de la bande de valence au point K (dans la zone de Brillouin) en raison du couplage spin-orbite, permettant deux transitions optiquement actives.
L'énergie de liaison des excitons est >500meV.
Ils sont donc stables jusqu’aux températures élevées.
L'injection d'électrons en excès dans le bisulfure de molybdène (par dopage électrique ou chimique) peut provoquer la formation de trions (excitons chargés), constitués de deux électrons et d'un trou.
Ils apparaissent sous forme de pics dans les spectres d'absorption et PL, décalés vers le rouge d'environ 40 meV par rapport au pic de l'exciton A (ajustable grâce à la concentration de dopage).
Si l'énergie de liaison des trions est bien inférieure à celle des excitons (à environ 20meV), ils ont une contribution non négligeable aux propriétés optiques des films de bisulfure de molybdène à température ambiante.
Les transistors monocouches au bisulfure de molybdène affichent généralement un comportement de type n, avec des mobilités de porteurs d'environ 350 cm2V-1s-1 (soit environ 500 fois inférieures à celles du graphène).
Cependant, lorsqu'ils sont transformés en transistors à effet de champ, ils peuvent afficher des rapports marche/arrêt massifs de 108, ce qui les rend attrayants pour les circuits logiques et de commutation à haut rendement.
Structure du bisulfure de molybdène :
Structure et liaison hydrogène :
Le disulfure de molybdène appartient à une classe de matériaux appelés « dichalcogénures de métaux de transition » (TMDC).
Les matériaux de cette classe ont la formule chimique MX2, où M est un atome de métal de transition (groupes 4 à 12 dans le tableau périodique) et X est un chalcogène (groupe 16).
Structure cristalline :
La structure cristalline du disulfure de molybdène (MoS2) prend la forme du plan hexagonal des atomes de S de chaque côté du plan hexagonal des atomes de Mo.
Il existe une forte liaison covalente entre les atomes de S et de Mo, et ces triples plans s'empilent les uns sur les autres. Cependant, le faible forçage de Van Der Waals maintient les couches ensemble, ce qui permet aux couches d'être séparées mécaniquement pour former le bidimensionnel du bisulfure de molybdène. feuilles.
Synthèse du bisulfure de molybdène :
Des films à quelques couches de bisulfure de molybdène de haute qualité ont été cultivés directement sur les substrats (SiO2/Si et Saphir) par la méthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
Les films ont ensuite été transférés sur les substrats souhaités à l’aide d’un processus de transfert chimique humide.
Production de bisulfure de molybdène :
Le bisulfure de molybdène se trouve naturellement sous forme de molybdénite, un minéral cristallin, ou de jordisite, une forme rare de molybdénite à basse température.
Le minerai de molybdénite est traité par flottation pour donner du bisulfure de molybdène relativement pur.
Le principal contaminant est le carbone.
Le bisulfure de molybdène provient également du traitement thermique de pratiquement tous les composés du molybdène avec du sulfure d'hydrogène ou du soufre élémentaire et peut être produit par des réactions de métathèse à partir du pentachlorure de molybdène.
Réactions d'intercalation du bisulfure de molybdène :
Le disulfure de molybdène est un hôte pour la formation de composés d'intercalation.
Ce comportement est pertinent pour son utilisation comme matériau cathodique dans les batteries.
Un exemple est un matériau lithié, LixMoS2.
Avec le butyl lithium, le produit est du LiMoS2.
Flocons de bisulfure de molybdène exfoliés :
Alors que le bisulfure de molybdène en vrac dans la phase 2H est connu pour être un semi-conducteur à bande interdite indirecte, le MoS2 monocouche a une bande interdite directe.
Les propriétés optoélectroniques dépendant de la couche du bisulfure de molybdène ont favorisé de nombreuses recherches sur les dispositifs bidimensionnels à base de MoS2.
Le bisulfure de molybdène 2D peut être produit en exfoliant des cristaux en vrac pour produire des flocons monocouches à quelques couches, soit par un processus micromécanique sec, soit par un traitement en solution.
L'exfoliation micromécanique, également appelée de manière pragmatique « exfoliation au scotch », consiste à utiliser un matériau adhésif pour décoller à plusieurs reprises un cristal en couches en surmontant les forces de Van der Waals.
Les flocons de cristaux de bisulfure de molybdène peuvent ensuite être transférés du film adhésif vers un substrat.
Cette méthode simple a été utilisée pour la première fois par Konstantin Novoselov et Andre Geim pour obtenir du graphène à partir de cristaux de graphite.
Cependant, il ne peut pas être utilisé pour des couches 1-D uniformes en raison de la plus faible adhésion du bisulfure de molybdène au substrat (si, verre ou quartz) ; le schéma susmentionné ne convient que pour le graphène.
Bien que le ruban Scotch soit généralement utilisé comme ruban adhésif, les tampons PDMS peuvent également cliver de manière satisfaisante le bisulfure de molybdène s'il est important d'éviter de contaminer les flocons avec de l'adhésif résiduel.
L'exfoliation en phase liquide peut également être utilisée pour produire du bisulfure de molybdène monocouche à multicouche en solution.
Quelques méthodes incluent l'intercalation du lithium pour délaminer les couches et la sonication dans un solvant à haute tension superficielle.
Réactions chimiques du bisulfure de molybdène :
Le bisulfure de molybdène est stable dans l'air et attaqué uniquement par des réactifs agressifs.
Le bisulfure de molybdène réagit avec l'oxygène lors du chauffage pour former du trioxyde de molybdène :
2 MoS2 + 7 O2 – 2 MoO3 + 4 SO2
Le chlore attaque le disulfure de molybdène à des températures élevées pour former du pentachlorure de molybdène :
2 MoS2 + 7 Cl2 – 2 MoCl5 + 2 S2Cl2
Propriétés mécaniques du bisulfure de molybdène :
Le bisulfure de molybdène excelle en tant que matériau lubrifiant (voir ci-dessous) en raison de sa structure en couches et de son faible coefficient de frottement.
Le glissement intercouche dissipe l'énergie lorsqu'une contrainte de cisaillement est appliquée au matériau.
Des travaux approfondis ont été réalisés pour caractériser le coefficient de frottement et la résistance au cisaillement du bisulfure de molybdène dans diverses atmosphères.
La résistance au cisaillement du bisulfure de molybdène augmente à mesure que le coefficient de frottement augmente.
Cette propriété est appelée superlubricité.
Dans des conditions ambiantes, le coefficient de frottement du bisulfure de molybdène a été déterminé à 0,150, avec une résistance au cisaillement estimée correspondante de 56,0 MPa (mégapascals).
Les méthodes directes de mesure de la résistance au cisaillement indiquent que la valeur est plus proche de 25,3 MPa.
La résistance à l'usure du bisulfure de molybdène dans les applications de lubrification peut être augmentée en dopant le MoS2 avec du Cr.
Des expériences de microindentation sur des nanopiliers de disulfure de molybdène dopé au Cr ont révélé que la limite d'élasticité augmentait d'une moyenne de 821 MPa pour le MoS2 pur (à 0 % de Cr) à 1 017 MPa à 50 % de Cr.
L'augmentation de la limite d'élasticité s'accompagne d'une modification du mode de rupture du matériau.
Alors que le nanopillaire de bisulfure de molybdène pur échoue à cause d'un mécanisme de flexion du plastique, des modes de fracture fragiles deviennent apparents à mesure que le matériau est chargé de quantités croissantes de dopant.
La méthode largement utilisée d’exfoliation micromécanique a été soigneusement étudiée dans le bisulfure de molybdène pour comprendre le mécanisme de délaminage des flocons de quelques couches à plusieurs couches.
Le mécanisme exact de clivage s’est avéré dépendre de la couche.
Les flocons d'une épaisseur inférieure à 5 couches subissent une flexion et une ondulation homogènes, tandis que les flocons d'une épaisseur d'environ 10 couches se délaminent par glissement intercouche.
Les flocons comportant plus de 20 couches présentaient un mécanisme de torsion lors du clivage micromécanique.
Il a également été déterminé que le clivage de ces flocons était réversible en raison de la nature de la liaison de Van der Waals.
Ces dernières années, le bisulfure de molybdène a été utilisé dans des applications électroniques flexibles, favorisant ainsi des recherches plus approfondies sur les propriétés élastiques de ce matériau.
Des tests de flexion nanoscopiques utilisant des pointes en porte-à-faux AFM ont été effectués sur des flocons de bisulfure de molybdène exfoliés micromécaniquement et déposés sur un substrat troué.
La limite d'élasticité des flocons monocouches était de 270 GPa, tandis que les flocons plus épais étaient également plus rigides, avec une limite d'élasticité de 330 GPa.
Les simulations de dynamique moléculaire ont révélé que la limite d'élasticité dans le plan du bisulfure de molybdène était de 229 GPa, ce qui correspond aux résultats expérimentaux avec une marge d'erreur près.
Bertolazzi et ses collègues ont également caractérisé les modes de défaillance des flocons monocouches suspendus.
La déformation à la rupture varie de 6 à 11 %.
La limite d'élasticité moyenne du bisulfure de molybdène monocouche est de 23 GPa, ce qui est proche de la résistance à la rupture théorique du MoS2 sans défaut.
La structure en bandes du bisulfure de molybdène est sensible à la déformation.
Histoire du bisulfure de molybdène :
Le bisulfure de molybdène est un composé solide naturel de couleur noire qui est glissant au toucher.
Le bisulfure de molybdène se transfère et adhère facilement aux autres surfaces solides avec lesquelles il entre en contact.
La forme minérale du bisulfure de molybdène – appelée molybdénite – était communément confondue avec le graphite jusqu'à la fin des années 1700.
Les deux ont été utilisés pour la lubrification et comme matériau d’écriture pendant des siècles.
Une utilisation plus large de la molybdénite comme lubrifiant a été entravée par des impuretés naturelles qui réduisaient considérablement ses propriétés lubrifiantes.
Des méthodes de purification du bisulfure de molybdène et d'extraction du molybdène ont été développées à la fin du 19e siècle, et la valeur du molybdène en tant qu'alliage à l'acier a été rapidement reconnue.
La demande pour une source nationale de molybdène pendant la Première Guerre mondiale a abouti au développement de la mine Climax dans le Colorado, dont la production a commencé en 1918 et s'est poursuivie jusque dans les années 1990.
La disponibilité de bisulfure de molybdène de haute pureté a donné lieu à des recherches approfondies sur ses propriétés lubrifiantes dans divers environnements à la fin des années 30 et dans les années 40.
Ces recherches ont démontré ses propriétés de lubrification supérieures et sa stabilité sous des pressions de contact extrêmes et dans des environnements sous vide.
Le Comité consultatif national pour l'aéronautique des États-Unis, précurseur de la NASA, la National Aeronautics and Space Administration, a lancé des recherches sur les utilisations aérospatiales du bisulfure de molybdène en 1946.
Ces recherches ont abouti à de nombreuses applications dans les engins spatiaux3, notamment les jambes extensibles du module lunaire Apollo.
Les applications du bisulfure de molybdène continuent de se développer à mesure que de nouvelles technologies évoluent, nécessitant une lubrification fiable et une résistance au grippage dans des conditions de plus en plus strictes de température, de pression, de vide, d'environnements corrosifs, de sensibilité des processus à la contamination, de durée de vie du produit et d'exigences de maintenance.
Le bisulfure de molybdène, également connu sous le nom de bisulfure de molybdène, est l'un des meilleurs matériaux appartenant initialement aux métaux de transition.
La structure du bisulfure de molybdène est unique et toutes les propriétés qu'il possède sont donc uniques.
L’élément constitutif du bisulfure de molybdène réside dans ses propriétés, car elles sont des acteurs clés dans l’amélioration de la productivité des matériaux.
Ses applications étant vastes et abondantes, elles contribuent à maintenir la crédibilité de ce matériau.
Cependant, le bisulfure de molybdène est un excellent matériau à des fins diverses et dans diverses industries.
Manipulation et stockage du bisulfure de molybdène :
Conditions d'un stockage sûr, y compris d'éventuelles incompatibilités:
Conditions de stockage:
Hermétiquement fermé.
Sec.
Condition de stockage:
La réunion humide affectera les performances de dispersion de la poudre MoS2 et les effets d'utilisation. Par conséquent, la poudre de bisulfure de molybdène doit être scellée dans un emballage sous vide et stockée dans une pièce fraîche et sèche, où elle ne peut pas être exposée à l'air.
De plus, le bisulfure de molybdène doit être évité en cas de stress.
Stabilité et réactivité du bisulfure de molybdène :
Réactivité:
Pas de données disponibles
Stabilité chimique:
Le produit est chimiquement stable dans des conditions ambiantes standards (température ambiante).
Possibilité de réactions dangereuses:
Pas de données disponibles
Conditions à éviter :
Pas d'information disponible
Mesures de premiers secours concernant le bisulfure de molybdène :
En cas d'inhalation :
Après inhalation :
Air frais.
En cas de contact avec la peau :
Enlever immédiatement tous les vêtements contaminés.
Rincer la peau avec de l'eau/une douche.
En cas de contact visuel :
Après contact visuel :
Rincer abondamment à l'eau.
Retirez les lentilles de contact.
En cas d'ingestion:
Après avoir avalé :
Faire boire de l'eau à la victime (deux verres au maximum).
Consulter un médecin en cas de malaise.
Indication des éventuels soins médicaux immédiats et traitements particuliers nécessaires :
Pas de données disponibles
Mesures de lutte contre l'incendie du bisulfure de molybdène :
Moyens d'extinction appropriés :
Utiliser des mesures d'extinction adaptées aux circonstances locales et à l'environnement immédiat.
Moyens d'extinction inappropriés :
Pour cette substance/mélange, aucune limitation concernant les agents extincteurs n'est indiquée.
Informations complémentaires :
Supprimez (abattez) les gaz/vapeurs/brouillards avec un jet d'eau pulvérisée.
Mesures en cas de rejet accidentel de bisulfure de molybdène :
Précautions environnementales:
Aucune mesure de précaution particulière n'est nécessaire.
Méthodes et matériels de confinement et de nettoyage :
Respecter les éventuelles restrictions matérielles.
Prendre à sec.
Éliminer correctement.
Nettoyer la zone touchée.
Contrôles de l'exposition/protection individuelle du bisulfure de molybdène :
Équipement de protection individuelle:
Protection des yeux/du visage :
Utiliser un équipement de protection des yeux.
Lunettes de protection
Protection de la peau :
Contact complet :
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Contact anti-éclaboussures :
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Protection respiratoire:
Type de filtre recommandé : Type de filtre P1
Contrôle de l’exposition environnementale :
Aucune mesure de précaution particulière n'est nécessaire.
Identifiants du bisulfure de molybdène :
Limites d'exposition ACGIH : TWA 10 mg/m3 ; VME 3 mg/m3
NIOSH : IDLH 5000 mg/m3
Stabilité : Stable.
Incompatible avec les agents oxydants, les acides.
Clé InChIKey : CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Référence de la base de données CAS : 1317-33-5 (référence de la base de données CAS)
Système d'enregistrement des substances de l'EPA : Sulfure de molybdène (MoS2) (1317-33-5)
Bande interdite : 1,23 eV
Propriétés électroniques : semi-conducteur 2D
Numéro CBN : CB6238843
Formule moléculaire : MoS2
Poids moléculaire : 160,07
Numéro MDL : MFCD00003470
Fichier MOL : 1317-33-5.mol
Point de fusion : 2375°C
Densité : 5,06 g/mL à 25 °C(lit.)
solubilité : insoluble dans H2O ; soluble dans les solutions acides concentrées
forme : poudre
Formule composée : MoS2
Poids moléculaire : 160,07
Aspect : Poudre noire ou solide sous diverses formes
Point de fusion : 1185°C (2165°F)
Point d'ébullition : N/A
Densité : 5,06 g/cm3
Solubilité dans H2O : Insoluble
Température de stockage : températures ambiantes
Masse exacte : 161,849549
Masse monoisotopique : 161,849549
Formule linéaire : MoS2
Numéro MDL : MFCD00003470
N° CE : 215-263-9
CID Pubchem: 14823
Nom IUPAC : bis(sulfanylidène)molybdène
SOURIRES : S=[Mo]=S
Identifiant InchI : InChI=1S/Mo.2S
Clé InchI : CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Propriétés du bisulfure de molybdène :
Formule chimique : MoS2
Masse molaire : 160,07 g/mol
Aspect : noir/gris plomb solide
Densité : 5,06 g/cm3
Point de fusion : 2 375 °C (4 307 °F ; 2 648 K)
Solubilité dans l'eau : insoluble
Solubilité : décomposé par l'eau régale, l'acide sulfurique chaud, l'acide nitrique
insoluble dans les acides dilués
Bande interdite : 1,23 eV (indirect, 3R ou 2H en vrac) ~ 1,8 eV (direct, monocouche)
Structure:
Structure cristalline : hP6, P63/mmc, n° 194 (2H) hR9, R3m, n° 160 (3R)
Constante de réseau :
a = 0,3161 nm (2H), 0,3163 nm (3R),
c = 1,2295 nm (2H), 1,837 (3R)
Géométrie de coordination : prismatique trigonal (MoIV) pyramidal (S2âˆ')
Thermochimie:
Entropie molaire standard (S⦵298) : 62,63 J/(mol K)
Enthalpie standard de formation (ΔfH⦵298) : -235,10 kJ/mol
Énergie libre de Gibbs (ΔfG⦵) : -225,89 kJ/mol
Poids moléculaire : 160,1 g/mol
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 0
Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène : 2
Nombre de liaisons rotatives : 0
Masse exacte : 161,849546 g/mol
Masse monoisotopique : 161,849546 g/mol
Surface polaire topologique : 64,2 ° ²
Nombre d'atomes lourds : 3
Frais formels : 0
Complexité : 18,3
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres d'atomes définis : 0
Nombre de stéréocentres atomiques non définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison non défini : 0
Nombre d'unités liées de manière covalente : 1
Le composé est canonisé : oui
État physique. poudre
Couleur : gris
Odeur : Aucune donnée disponible
Point de fusion/point de congélation.
Point de fusion : 1,185°C
Point d'ébullition initial et intervalle d'ébullition : Aucune donnée disponible
Inflammabilité (solide, gaz) : Aucune donnée disponible
Limites supérieures/inférieures d'inflammabilité ou d'explosivité : Aucune donnée disponible
Point d'éclair : Aucune donnée disponible
Température d'auto-inflammation : Aucune donnée disponible
Température de décomposition : Aucune donnée disponible
pH : Aucune donnée disponible
Viscosité
Viscosité, cinématique: Aucune donnée disponible
Viscosité, dynamique: Aucune donnée disponible
Solubilité dans l'eau : Aucune donnée disponible
Coefficient de partage : n-octanol/eau :
Ne s'applique pas aux substances inorganiques
Pression de vapeur : Aucune donnée disponible
Densité : 5 060 g/cm3 à 15°C
Densité relative : Aucune donnée disponible
Densité de vapeur relative : Aucune donnée disponible
Caractéristiques des particules : Aucune donnée disponible
Propriétés explosives : Aucune donnée disponible
Propriétés oxydantes : aucune
Autres informations de sécurité : Aucune donnée disponible
Point de fusion : 2375°C
densité : 5,06 g/mL à 25 °C(lit.)
forme : poudre
couleur : gris à gris foncé ou noir
Gravité spécifique : 4,8
Solubilité dans l'eau : Soluble dans l'acide sulfurique chaud et l'aquaregia.
Insoluble dans l'eau, l'acide sulfurique concentré et l'acide dilué.
Merck : 146 236
Point d'ébullition : 100°C (eau)
couleur : gris à gris foncé ou noir
Gravité spécifique : 4,8
Odeur : inodore
Solubilité dans l'eau : Soluble dans l'acide sulfurique chaud et l'aquaregia.
Insoluble dans l'eau, l'acide sulfurique concentré et l'acide dilué.
Merck : 14,6236
Point d'ébullition : 100°C (eau)
Limites d'exposition ACGIH : TWA 10 mg/m3 ; VME 3 mg/m3
NIOSH : IDLH 5000 mg/m3
Stabilité : Stable.
Incompatible avec les agents oxydants, les acides.
Clé InChIKey : CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Référence de la base de données CAS : 1317-33-5 (référence de la base de données CAS)
Scores alimentaires de l'EWG : 1
FDA UNII : ZC8B4P503V
Système d'enregistrement des substances de l'EPA : Sulfure de molybdène (MoS2) (1317-33-5)
Bande interdite : 1,23 eV
Propriétés électroniques : semi-conducteur 2D