23-mar-2023 (Noticias de Nanowerk) Un equipo de investigadores ha desarrollado un nuevo método para exfoliar MoS2 copos que produce copos muy grandes y muy finos con alto rendimiento. Informaron de sus hallazgos en ACS Nano (“Exfoliación impulsada por microondas de productos a granel 2h-MoS2 después de la humectación previa con acetonitrilo produce copos ultrafinos de gran superficie con un rendimiento excepcionalmente alto”).
La dimensión lateral del MoS2 la escama (resaltada en 1 y 2) es mayor de 5 micras. (Imagen: IMDEA Nanociencia) MoS2 es un dicalcogenuro de metal de transición, un material interesante en el campo de la electrónica por su amplia gama de propiedades físicas, desde semimetálicas hasta semiconductoras, superconductoras o aislantes, según sus dimensiones. El número de capas apiladas es crucial para determinar estas propiedades. MoS monocapa2, por ejemplo, exhibe una banda prohibida directa de 1.90 eV, mientras que 2H-MoS a granel2 presenta una banda prohibida indirecta de 1.23 eV. Estas propiedades personalizables los convierten en candidatos ideales para aplicaciones. Sin embargo, la obtención de MoS de gran área y alta calidad2 copos ha demostrado ser un reto. Los métodos de exfoliación en fase líquida existentes tienen rendimientos bajos y, a menudo, dan como resultado distribuciones de espesor amplias, lo que dificulta la obtención de 2H-MoS de una sola capa y de pocas capas.2. En un intento por mejorar los rendimientos, los investigadores han explorado otras técnicas, incluida la molienda con bolas, la exfoliación electroquímica y la exfoliación dinámica de fluidos. Sin embargo, estos métodos tienen problemas de escalabilidad o producen 1T-MoS metálico.2, que tiene diferentes propiedades y aplicaciones. El equipo, liderado por los profesores Víctor Sebastián y Jesús Santamaría del Instituto de Nanociencia y Materiales de Zaragoza (INMA, CSIC-UNIZAR), y el profesor Emilio M. Pérez del Instituto de Estudios Avanzados en Nanociencia de Madrid, ambos en España, han probado un novedoso método asistido por microondas para exfoliar MoS2 copos Descubrieron que el método producía material bien exfoliado con tamaños laterales comparables a los obtenidos por exfoliación mecánica. El rendimiento del proceso es aproximadamente 50 veces mayor que los métodos de exfoliación por ultrasonidos. Da una calidad de material comparable a la exfoliación mecánica, cuyas escamas son similares a las obtenidas por este método pero con un rendimiento incomparablemente mayor (¡la exfoliación mecánica en realidad se realiza escama a escama!). El proceso es rápido, toma solo unos minutos y requiere un procesamiento mínimo. El método tiene el potencial de habilitar nuevas aplicaciones de MoS2 en dispositivos electrónicos y fotónicos. Se ha aplicado a MoS2, pero podría usarse para exfoliar cualquier material con altas capacidades de absorción de microondas, siendo un enfoque versátil en el área de emergentes Materiales bidimensionales (2D). Los investigadores planean investigar más a fondo el método, explorando su escalabilidad y aplicaciones potenciales con más detalle.
La dimensión lateral del MoS2 la escama (resaltada en 1 y 2) es mayor de 5 micras. (Imagen: IMDEA Nanociencia) MoS2 es un dicalcogenuro de metal de transición, un material interesante en el campo de la electrónica por su amplia gama de propiedades físicas, desde semimetálicas hasta semiconductoras, superconductoras o aislantes, según sus dimensiones. El número de capas apiladas es crucial para determinar estas propiedades. MoS monocapa2, por ejemplo, exhibe una banda prohibida directa de 1.90 eV, mientras que 2H-MoS a granel2 presenta una banda prohibida indirecta de 1.23 eV. Estas propiedades personalizables los convierten en candidatos ideales para aplicaciones. Sin embargo, la obtención de MoS de gran área y alta calidad2 copos ha demostrado ser un reto. Los métodos de exfoliación en fase líquida existentes tienen rendimientos bajos y, a menudo, dan como resultado distribuciones de espesor amplias, lo que dificulta la obtención de 2H-MoS de una sola capa y de pocas capas.2. En un intento por mejorar los rendimientos, los investigadores han explorado otras técnicas, incluida la molienda con bolas, la exfoliación electroquímica y la exfoliación dinámica de fluidos. Sin embargo, estos métodos tienen problemas de escalabilidad o producen 1T-MoS metálico.2, que tiene diferentes propiedades y aplicaciones. El equipo, liderado por los profesores Víctor Sebastián y Jesús Santamaría del Instituto de Nanociencia y Materiales de Zaragoza (INMA, CSIC-UNIZAR), y el profesor Emilio M. Pérez del Instituto de Estudios Avanzados en Nanociencia de Madrid, ambos en España, han probado un novedoso método asistido por microondas para exfoliar MoS2 copos Descubrieron que el método producía material bien exfoliado con tamaños laterales comparables a los obtenidos por exfoliación mecánica. El rendimiento del proceso es aproximadamente 50 veces mayor que los métodos de exfoliación por ultrasonidos. Da una calidad de material comparable a la exfoliación mecánica, cuyas escamas son similares a las obtenidas por este método pero con un rendimiento incomparablemente mayor (¡la exfoliación mecánica en realidad se realiza escama a escama!). El proceso es rápido, toma solo unos minutos y requiere un procesamiento mínimo. El método tiene el potencial de habilitar nuevas aplicaciones de MoS2 en dispositivos electrónicos y fotónicos. Se ha aplicado a MoS2, pero podría usarse para exfoliar cualquier material con altas capacidades de absorción de microondas, siendo un enfoque versátil en el área de emergentes Materiales bidimensionales (2D). Los investigadores planean investigar más a fondo el método, explorando su escalabilidad y aplicaciones potenciales con más detalle.
¿Qué es lo más emocionante de sus resultados?
EMP y VS: Para mí, es el tamaño lateral de los copos. Los materiales 2D tienen que ser muy delgados, por supuesto, y ese es el objetivo principal de los métodos de exfoliación, pero a menudo se pasa por alto que, para la mayoría de las aplicaciones, también se desea que tengan un tamaño lateral grande. Pero obtener copos que sean grandes y delgados al mismo tiempo, así como con un alto rendimiento, no es fácil, ya que todos los métodos de exfoliación se reducen a agregar alguna forma de energía al material a granel, para superar las interacciones de van der Waals entre capas. . Y es difícil evitar que esa misma energía cause daño lateral al mismo tiempo. Nuestro método logra usar microondas para evaporar las moléculas de solvente entre las capas, creando una alta presión entre ellas muy rápidamente, de modo que pueden separarse, pero no dañarse.¿Cuáles son las posibles aplicaciones del método en la vida real?
EMP y VS: los materiales 2D en general, y los dicalcogenuros de metales de transición en particular, son prometedores para muchas tecnologías (sensores, electrónica, etc.) pero obviamente todo comienza con la fabricación de estos materiales con buena calidad, idealmente en grandes cantidades. y barato Aquí es donde nuestro trabajo puede contribuir. No es un paso hacia una nueva tecnología específica, sino una herramienta para hacer realidad toda la esperanza depositada en los materiales 2D. Este trabajo es el resultado de una exitosa colaboración entre científicos del Instituto de Estudios Avanzados en Nanociencia de Madrid (IMDEA Nanociencia, Madrid) y el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón INMA (Universidad de Zaragoza-CSIC).- Distribución de relaciones públicas y contenido potenciado por SEO. Consiga amplificado hoy.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62658.php
