一个国际研究团队已经找到了一种方法,可以精炼和可靠地生产出一种难以预测和控制的材料,这种材料可能会影响环境保护、能源和消费电子产品。
这种名为二硫化钼(MoS2)的材料在能源储存、水处理、气体、化学和光传感等领域有着巨大的应用潜力。但高昂的成本和制造难度阻碍了更广泛的应用。
”有很多不同的方法来制造这种材料,但是还没有人能够控制和大量可调尺寸,在一个低成本、可重复的方式,“说方面(Emma)风扇,Cockrell工程学院的副教授沃克机械工程系和德州材料研究所。
据《先进材料》报道,范和他的研究团队已经发明了一种大规模制造MoS2薄纳米带的方法。在此之前,研究人员只能制造少量随机附着在硅衬底上的材料。这限制了这种材料的使用,当它附着在衬底上时,它就变得非常难以操作。
该研究小组创造了一种粉末状的独立的MoS2,杏耀代理开户它可以分散成多种不同应用的溶液,最显著的是水处理。该研究的第一作者、研究生黄云(音)表示,与之前发表的专注于生产MoS2纳米带的研究相比,他们的方法已经将每克材料的制造成本降低了3000倍。
从水中去除危险元素汞是二硫化钼最有效的用途之一,范说。2016年,美国地质调查局(U.S. Geological Survey)领导的一项研究发现,汞污染在美国西部的空气、土壤、沉积物、植物、鱼类和野生动物中以不同程度广泛存在。高水平的汞会导致大脑和肾脏损伤,尤其是对年轻人。除了受污染的水,人类最容易接触到汞问题的方式是吃鱼,当他们食用其他接触过汞的生物体时,鱼会在他们体内积聚高浓度的汞元素。
当以粉末的形式引入水中时,该团队研制的MoS2可以通过吸收汞并将其从水中去除的能力来分散。目前已经有几种从水中去除汞的方法,
杏耀平台注册优惠 ,但有了这些新的低成本和大规模的制造能力,MoS2成为一种强大的替代解决方案。
“这是一种很有吸引力的材料,因为它在各种应用中具有独特的性能,有可能改变人们的生活。”能够大量控制材料的尺寸,并将其组装和集成到预制设备中,这使得MoS2离实际应用更近了一步,而不仅仅停留在实验室里,”范说。
MoS2也有潜力成为基于光的微处理器的组件,它提供了比今天的设备更快的计算速度的承诺。它还可以作为一种低成本的催化剂,从水中生成氢燃料。
创建MoS2是一个挑战。它来自于向变形的“前光标”材料中添加硫。将这一过程分为两个步骤——首先在较低的温度下进行硫化,然后提高温度——是使MoS2更加可控的关键创新之一。
之前制造二硫化钼纳米带的实验只能制造出非常微小的材料。然而,杏耀注册研究人员能够通过单次合成获得“满满一勺”的二硫化钼纳米带,而且研究人员说,没有阻碍扩大生产过程以制造更多的这种材料。
MoS2是最近受到研究者广泛关注的一类二维材料的一部分。它们是薄的、灵活的、功能强大的半导体,这些特性使它们成为从心脏监测器到污染物排放探测器等各种传感器的重要组成部分。