德克萨斯大学奥斯汀分校 研究人员的方法使他们能够以更低的成本制造更多的二硫化钼
学分:奥斯汀的德克萨斯大学
一个国际研究小组已经找到了一种方法来提炼和可靠地生产一种不可预测且难以控制的材料,这种材料可能会影响环境保护、能源和消费电子产品
这种材料,二硫化钼(二硫化钼),在能量储存、水处理、气体、化学和光传感方面有着巨大的应用潜力
但是高成本和制造挑战阻碍了更广泛的使用
科克雷尔工程学院沃克机械工程系和德克萨斯材料学院的副教授(艾玛饰)范说:“制造这种材料的方法有很多种,但还没有人能够以低成本、可复制的方式,大量制造出可控、可调尺寸的材料。”
据《高级材料》杂志报道,范和他的研究小组已经发明了一种大规模制造二硫化钼纳米带的方法
此前,研究人员只能制造少量的材料,随机附着在硅衬底上
这限制了材料的使用,当附着在基底上时,操作起来变得非常困难
研究小组创造了一种粉末形式的二硫化钼的独立版本,可以分散到几种不同应用的溶液中,最显著的是水处理
该研究的第一作者、研究生黄云说,与之前发表的专注于生产二硫化钼纳米带的研究相比,他们的工艺将制造一克材料的成本降低了3000倍
范说,去除水中的危险元素汞是二硫化钼最有效的用途之一
2016年由美国领导的一项研究
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地质调查局发现汞污染在美国西部的空气、土壤、沉积物、植物、鱼类和野生动物中广泛存在
高含量的汞会导致大脑和肾脏损伤,尤其是年轻人
除了受污染的水之外,人类通过吃鱼最容易受到汞问题的影响,因为吃鱼会在体内堆积高浓度的汞元素,因为它们会消耗其他已经接触过的生物体
当以粉末形式引入水中时,该团队的二硫化钼版本可以分散,具有吸收汞并将其从水中去除的能力
已经有多种方法可以去除水中的汞,但由于这些新的低成本和大规模生产能力,二氧化钼成为一种强有力的替代解决方案
“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
范说:“能够制造尺寸可控、数量众多的材料,将其组装起来并与预制器件集成,使二硫化钼更接近实际应用,而不仅仅是停留在实验室里。”
二硫化钼也有潜力成为基于光的微处理器中的一个组件,它有望提供比今天的设备更快的计算速度
它可以作为一种低成本的催化剂,用于从水中生产氢燃料
制造二硫化钼是一项挑战
它来自于向变形的“光标前”物质中添加硫
将这一过程分为两步——首先在较低的温度下进行硫化,然后加热——是使二硫化钼更可控的关键创新之一
先前制造二硫化钼纳米带的实验只能制造出极少量的材料
然而,研究人员能够通过一次合成获得“满满一勺”二硫化钼纳米带,研究人员表示,没有任何障碍阻止扩大这一过程以产生更多的材料
二硫化钼是一类二维材料的一部分,最近受到了研究人员的广泛关注
它们是薄的、灵活的、有能力的半导体,这些特性使它们成为从心脏监测器到污染物排放检测器的传感器的一部分
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