मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड

मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड (या मोली) मोलिब्डेनम और गंधक से बना अकार्बनिक रसायन है। इसका रासायनिक सूत्र है है।

यौगिक को एक संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड के रूप में वर्गीकृत किया गया है। मोलिब्डेनम के लिए प्रमुख अयस्क जो खनिज मोलिब्डेनाईट के रूप में घटित होता है और यह चांदी का काला ठोस पदार्थ है।। अपेक्षाकृत अप्रतिक्रियाशील है। यह पतला अम्ल है, और ऑक्सीजन से अप्रभावित है। दिखने और महसूस करने में, मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड ग्रेफाइट के समान है। इसकी कम घर्षण और मजबूती के कारण इसे शुष्क स्नेहक द्रव्य के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विस्तृत  1.23 eV के ऊर्जा अंतराल के साथ सिलिकॉन के समान एक प्रतिचुम्बकत्व अप्रत्यक्ष ऊर्जा अंतराल अर्धचालक है।

उत्पादन
MoS2 स्वाभाविक रूप से या तो मोलिब्डेनाइट, एक क्रिस्टलीय खनिज, या अच्छी दृष्टि के रूप में पाया जाता है, जो मोलिब्डेनाइट का दुर्लभ निम्न तापमान रूप है। अपेक्षाकृत शुद्ध देने के लिए मोलिब्डेनाइट अयस्क को प्लवनशीलता द्वारा संसाधित किया जाता है. मुख्य प्रदूषक कार्बन है। भी हाइड्रोजन सल्फाइड या प्राथमिक गंधक के साथ लगभग सभी मोलिब्डेनम यौगिकों के ऊष्मीय उपचार से उत्पन्न होता है और मोलिब्डेनम पेंटाक्लोराइड से विनिमय प्रतिक्रियाओं द्वारा उत्पादित किया जा सकता है।

क्रिस्टलीय चरण
के सभी रूप स्तरित संरचना है, जिसमें सल्फाइड आयनों के सतहो द्वारा मोलिब्डेनम परमाणुओं के सतह को मध्यवर्ती किया जाता है। ये तीन स्तर MoS2 का एकस्तर बनाते हैं, अधिकांश  समाचित एकस्तर होते हैं, जो अशक्त वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन द्वारा एक साथ रखे जाते हैं।

क्रिस्टलीय प्रकृति में पाया जाने वाला एकमात्र संक्रमण धातु चाकोजेनाइड है। यह दो चरणों में से एक में उपस्थित है, 2H-MoS2 और 3R-MoS2, जहां एच और आर क्रमशः षट्कोणीय और त्रिसमनताक्ष समरूपता का संकेत देते हैं। इन दोनों संरचनाओं में, प्रत्येक मोलिब्डेनम परमाणु त्रिकोणीय प्रिज्मीय समन्वय क्षेत्र के केंद्र में उपस्थित है और सहसंयोजक छह सल्फाइड आयनों से जुड़ा हुआ है। प्रत्येक गंधक परमाणु में पिरामिड समन्वय होता है और तीन मोलिब्डेनम परमाणुओं से जुड़ा होता है। दोनों 2H- और 3R-चरण अर्धचालक हैं। और तीसरा, मेटास्टेबल क्रिस्टलीय चरण जिसे 1T-MoS2 कहा जाता है और 2H-MoS2 को जोड़कर खोजा गया था क्षार धातुओं के साथ। इस चरण में चतुष्कोणीय समरूपता है और धात्विक है। रेनीयाम जैसे इलेक्ट्रॉन दाताओं के साथ अपमिश्रण के माध्यम से 1T-चरण को स्थिर किया जा सकता है, या सूक्ष्म तरंग विकिरण द्वारा 2H-चरण में वापस परिवर्तित होता है। 2H/1T-चरण संक्रमण को S रिक्त पद के समावेश के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है।

एलोट्रोप्स
कार्बन नैनोट्यूब-जैसे और बकीबॉल-जैसे अणु बने होते हैं ज्ञात हैं।

अपशल्कित MOS2 पत्रक
जबकि विस्तृत MoS2 2H-चरण में अप्रत्यक्ष-संघ अंतराल अर्धचालक, एकस्तर MoS2 के रूप में जाना जाता है एक सीधा संघ अंतराल है। आधारित उपकरण- MoS2 परत-निर्भर प्रकाशीय इलेक्ट्रॉनिकी गुण द्वि-आयामी MoS2 में बहुत अधिक शोध को बढ़ावा दिया है । 2D MoS2 एकल-परत से कुछ-परत पत्रक का उत्पादन करने के लिए या तो सूखी, सूक्ष्म यांत्रिक प्रक्रिया के माध्यम से या समाधान प्रसंस्करण के माध्यम से विस्तृत क्रिस्टल को अपशल्कित करके उत्पादित किया जा सकता है। सूक्ष्म यांत्रिक अपशल्कन, जिसे व्यावहारिक रूप से ग्राफीन (वर्णिम) उत्पादन तकनीक भी कहा जाता है। चिपकने वाला टेप स्कॉच फीता अपशल्कित, वैन डेर वाल्स बलों पर काबू पाने के लिए स्तरित क्रिस्टल को बार-बार छीलने के लिए चिपकने वाली सामग्री का उपयोग करना सम्मिलित है। क्रिस्टल के पत्रक को चिपकने वाली पतली परत से क्रियाधार में स्थानांतरित किया जा सकता है। ग्रेफाइट क्रिस्टल से ग्राफीन (वर्णिम) प्राप्त करने के लिए इस सरल विधि का उपयोग सबसे पहले कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव और आंद्रे गीम द्वारा किया गया था। यद्यपि, MoS2 अशक्त आसंजन के कारण इसे समान 1-D परतों के लिए नियोजित नहीं किया जा सकता है क्रियाधार के लिए (या तो सी, कांच या क्वार्ट्ज)। उपर्युक्त योजना केवल ग्राफीन (वर्णिम) के लिए अच्छी है। जबकि स्कॉच टेप का उपयोग सामान्यतः चिपकने वाली टेप के रूप में किया जाता है। पॉली डाइ मिथाइल सिलोक्सेन छाप भी MoS2 को संतोषजनक ढंग से काट सकते हैं। यदि अवशिष्ट गोद वाले पत्रक को दूषित करने से बचना महत्वपूर्ण है। तरल-चरण अपशल्कन का उपयोग मिश्रण से एक स्तर से बहु परत MoS2 बनाने के लिए भी किया जा सकता है। कुछ विधियों में लिथियम अंतर्निवेशन (रसायन विज्ञान) सम्मिलित हैं उच्च सतह तनाव विलायक में परतों और सोनीकेशन परिसीमन करने के लिए होता है।

यांत्रिक गुण
इसकी स्तरित संरचना और कम घर्षण के कारण एक स्नेहन सामग्री (नीचे देखें) के रूप में उत्कृष्ट है। जब सामग्री पर अपरूपण तनाव लागू होता है तो अंतःस्तर अस्थिर ऊर्जा को नष्ट कर देती है। विभिन्न वातावरण में MoS2 के घर्षण और अपरूपण ताकत के गुणांक को चिह्नित करने के लिए व्यापक कार्य किया गया है। MoS2 की अपरूपण ताकत घर्षण का गुणांक बढ़ने पर बढ़ता है। इस संपत्ति को भव्य स्नेहक द्रव्यता कहा जाता है। परिवेश की स्थिति में, MoS2 के लिए घर्षण का गुणांक2 56.0 एमपीए (मेगापास्कल (यूनिट) एस की इसी अनुमानित अपरूपण ताकत के साथ 0.150 होना निर्धारित किया गया था। अपरूपण शक्ति को मापने के प्रत्यक्ष तरीकों से संकेत मिलता है कि मूल्य 25.3 एमपीए के करीब है। MoS2 का पहनने का प्रतिरोध स्नेहन अनुप्रयोगों में अपमिश्रण (अर्धचालक) MoS2 द्वारा बढ़ाया जा सकता है। सीआर- अपमिश्रित MoS2 के नैनोपिलरस पर (अतिसूक्ष्म स्तंभ) सूक्ष्म अभिस्थापन प्रयोग पाया गया कि शुद्ध MoS2 लिए उपज की ताकत औसतन 821 MPa से बढ़ी2 (0% Cr पर) से 1017 MPa 50% Cr पर है, और उपज शक्ति में वृद्धि सामग्री की विफलता मोड में बदलाव के साथ होती है। जबकि शुद्ध MoS2 प्लास्टिक झुकने तंत्र के माध्यम से अतिसूक्ष्म स्तंभ विफल हो जाता है, भंगुर विभंजन तरीका स्पष्ट हो जाते हैं क्योंकि सामग्री अपमिश्रक की बढ़ती मात्रा से भरी हुई है।

MoS2 में सूक्ष्म यांत्रिक अपशल्कन की व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया गया है कुछ-परत से बहु-परत पत्रक में प्रदूषण के तंत्र को समझने के लिए। दरार का स्पष्ट तंत्र परत पर निर्भर पाया गया। 5 परतों से पतले पत्रक समरूप झुकने और तरंग से गुजरते हैं, जबकि पत्रक लगभग 10 परतें मोटे होते हैं जो अंतःस्तर अस्थिर के माध्यम से बहते हैं। 20 से अधिक परतों वाले पत्रक ने सूक्ष्म यांत्रिक विपाटन के दौरान व्यावर्तन तंत्र का प्रदर्शन किया है। वैन डेर वाल्स संबंध की प्रकृति के कारण इन पत्रक की दरार भी प्रतिवर्ती होने के लिए निर्धारित की गई थी। हाल के वर्षों में, MoS2 इस सामग्री के लोचदार गुणों में अधिक जांच को बढ़ावा देने, लचीला अतिसूक्ष्म परिमाण अनुप्रयोगों में उपयोग किया गया है। परमाणु-बल सूक्ष्म क्षेत्र बाहुधारण युक्तियों का उपयोग करते हुए अतिसूक्ष्म क्षेत्र झुकने वाले परीक्षण को सूक्ष्म यांत्रिकी अपशल्कित MoS2 पर किए गए थे और पत्रक जो एक छेददार क्रियाधार पर जमा किए गए थे। एकस्तर पत्रक की उपज शक्ति 270 GPa थी, जबकि मोटे पत्रक भी सख्त थे, जिनकी उपज शक्ति 330 GPa थी। आणविक गतिशील अनुकरण में MoS2 की समतल मे उपज सामर्थ्य पाई गई 229 GPa है, जो त्रुटि के अंदर प्रायोगिक परिणामों से मेल खाता है। बर्टोलाज़ज़ी और सहकर्मियों ने निलंबित एकस्तर पत्रक की विफलता के प्रकार की भी विशेषता बताई है। विफलता पर तनाव 6 से 11% तक होता है। एकस्तर MoS2 की औसत उपज शक्ति2 23 GPa है, जो दोष मुक्त MoS2 लिए सैद्धांतिक भंग ताकत के करीब है MoS2 की संघ संरचना तनाव के प्रति संवेदनशील है।

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ
मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड हवा में स्थिर है और केवल आक्रामक अभिकर्मक द्वारा हमला किया जाता है। मोलिब्डेनम ट्राइऑक्साइड बनाने पर यह ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:
 * 2 + 7  → 2  + 4

मोलिब्डेनम पेंटाक्लोराइड बनाने के लिए क्लोरीन ऊंचे तापमान पर मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड पर हमला करता है:
 * 2 + 7  → 2  + 2

अंतर्निवेशन प्रतिक्रियाएं
मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड अंतर्निवेशन यौगिकों के निर्माण के लिए होस्ट है। यह व्यवहार बैटरियों में ऋणाग्र सामग्री के रूप में इसके उपयोग के लिए प्रासंगिक है। उदाहरण लिथिटेटेड सामग्री है,. n-ब्यूटिल लिथियम लिथियम के साथ, उत्पाद है.

स्नेहक द्रव्य
अशक्त वैन डेर वाल्स बल के कारण सल्फाइड परमाणुओं की पत्रक के बीच परस्पर क्रिया होती है, जो घर्षण का कम गुणांक है।  कण आकार में 1–100 µm की सीमा में सामान्य शुष्क स्नेहक द्रव्य है। कुछ विकल्प उपस्थित हैं जो ऑक्सीकरण वातावरण में 350 °C तक उच्च स्नेहक द्रव्य और स्थिरता प्रदान करते हैं। सर्पण घर्षण परीक्षण  कम भार (0.1–2 N) डिस्क परीक्षक पर पिन करें और पिन का उपयोग करके 0.1 का घर्षण गुणांक मान दें।

अधिकांशतः मिश्रणों और सम्मिश्रणों का घटक होता है जिसके लिए कम घर्षण की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, चिपकने में सुधार के लिए इसे ग्रेफाइट में जोड़ा जाता है। विभिन्न प्रकार के तेल और ग्रीस ( स्नेहक द्रव्य ) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि वे लगभग पूर्ण तेल हानि के स्थितियों में भी अपनी स्नेहक द्रव्य बनाए रखते हैं, इस प्रकार विमान के इंजन जैसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में उपयोग पाते हैं। प्लास्टिक में जोड़े जाने पर, श्रेष्ठ मजबूती के साथ-साथ कम घर्षण के साथ समग्र सामग्री बनाता है। बहुलक जो भरे जा सकते हैं इसमे  नायलॉन (व्यापार नाम नायलट्रॉन), टेफ्लान और बर्तन सम्मिलित हैं। उच्च तापमान अनुप्रयोगों के लिए स्व-स्नेहक द्रव्य समग्र लेपन में रासायनिक वाष्प जमाव का उपयोग करके मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड और टाइटेनियम नाइट्राइड सम्मिलित हैं।

अनुप्रयोगों के उदाहरण आधारित स्नेहक द्रव्य में दो स्ट्रोक इंजन (जैसे मोटरसाइकिल इंजन), साइकिल कोस्टर ब्रेक, स्वचालित निरंतर-वेग संयुक्त और यूनिवर्सल संयुक्त, स्की वैक्स और गोलियां सम्मिलित हैं। अन्य स्तरित अकार्बनिक सामग्री जो स्नेहन गुण प्रदर्शित करती है में (सामूहिक रूप से ठोस स्नेहक द्रव्य (या शुष्क स्नेहक द्रव्य ) के रूप में जाना जाता है) ग्रेफाइट सम्मिलित है, जिसके लिए वाष्पशील योजक और षट्कोणीय बोरॉन नाइट्राइड की आवश्यकता होती है।

उत्प्रेरण
पेट्रोरसायनिकी में विगंधकन के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्यरत है, उदाहरण के लिए हाइड्रोडीगंधकाइजेशन की प्रभावशीलता उत्प्रेरक अपमिश्रण (अर्धचालक) द्वारा कोबाल्ट या निकल (एक प्रकार की धातु और गिलट/धातु विशेष) की थोड़ी मात्रा के साथ बढ़ाया जाता है। इन सल्फाइड का अंतरंग मिश्रण अल्युमिना पर उत्प्रेरक का समर्थन करता है।  या समकक्ष अभिकर्मक इस तरह के उत्प्रेरक मोलिब्डेट/कोबाल्ट या निकेल-संसेचित एल्यूमिना के साथ उपचारण करके स्वस्थानी उत्पन्न होते हैं। उत्प्रेरण क्रिस्टलीय के नियमित विस्तार जैसे क्षेत्रों में नहीं होता है, बल्कि इन समतल के किनारे पर होता है।  कार्बनिक संश्लेषण के लिए हाइड्रोजनीकरण (उदजनीकरण) उत्प्रेरक के रूप में उपयोग आता है। यह समूह 10 धातु के अतिरिक्त एक सामान्य संक्रमण धातु से प्राप्त होता है, जैसा कि कई विकल्प हैं,  तब चुना जाता है जब उत्प्रेरक मूल्य या गंधक उत्प्रेरक विषाक्तता का प्रतिरोध प्राथमिक चिंता का विषय होता है।  नाइट्रो यौगिको के अमीन में हाइड्रोजनीकरण (उदजनीकरण) के लिए प्रभावी है और रिडक्टिव एमिनेशन (अपचायक ऐमीनीकरण) के माध्यम से माध्यमिक (रसायन विज्ञान) अमाइन का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। उत्प्रेरक ऑर्गनोसल्फर यौगिकों, एल्डिहाइड, केटोन्स, फिनोल और कार्बोक्जिलिक एसिड के हाइड्रोजनोलिसिस को उनके संबंधित एल्केन में भी प्रभावित कर सकता है। उत्प्रेरक अपेक्षाकृत कम गतिविधि से पीड़ित होता है, लेकिन अधिकांशतः 95 वायुमंडल (इकाई) से ऊपर हाइड्रोजन (उदजन) दबाव और 185 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तापमान की आवश्यकता होती है।

अनुसंधान
MoS2 संघनित पदार्थ भौतिकी अनुसंधान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

हाइड्रोजन (उदजन) विकास
और संबंधित मोलिब्डेनम सल्फाइड पानी के विद्युतपघटन सहित हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया (उदजन विकास प्रतिक्रिया) के लिए कुशल उत्प्रेरक हैं; इस प्रकार, संभवतः ईंधन कोशिकाओं में उपयोग के लिए हाइड्रोजन (उदजन) का उत्पादन करने के लिए उपयोगी होते हैं।

ऑक्सीजन की कमी और विकास
@ फ़े-एन-सी कोर/शेल परमाणु Fe-डोप्ड (लोहे का रासायनिक प्रतीक व अपमिश्रित) सतह और अंतराफलक के साथ अतिसूक्ष्म वृत्त (MoS2/Fe-NC) का उपयोग ऑक्सीजन की कमी और विकास प्रतिक्रियाओं (ओआरआर और ओइआर) के लिए इलेक्ट्रोकैटलिस्ट (विद्युत द्वारा उत्पन्न रासायनिक विघटन) के रूप में किया जा सकता है क्योंकि Fe-N4 के कारण कम ऊर्जा अवरोध के कारण द्वि-कार्यात्मक रूप से अपमिश्रको और की अनूठी प्रकृति/Fe-एन-सी अंतराफलक है।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक
ग्राफीन (वर्णिम) के रूप में, की स्तरित संरचनाएँ और अन्य संक्रमण धातु डाइक्लोजेनाइड्स अतिसूक्ष्म परिमाण और प्रकाशीय गुण प्रदर्शित करते हैं जो ढेर में उनसे भिन्न हो सकते हैं। ढेर  में 1.2 eV का अप्रत्यक्ष संघ अंतराल है,  जबकि ट्रांज़िशन धातु डाइक्लोजेनाइड  एकस्तर् में सीधा 1.8 eV ऊर्जा अंतराल होता है। जैसे परिवर्तन करने योग्य ट्रांजिस्टर का समर्थन करना और फोटो डिटेक्टर है।

इंजीनियरिंग के माध्यम से स्तरित मेमिस्टर और मेमकैपेसिटिव उपकरणों के समाधान-संसाधित निर्माण के लिए अतिसूक्ष्म पत्रक का उपयोग किया जा सकता है। / रजत विद्युत् शुष्कन के बीच विषम संरचना मध्यवर्ती है। आधारित मेमिस्टर यांत्रिक रूप से लचीले, वैकल्पिक रूप से पारदर्शी होते हैं और कम लागत पर उत्पादित किए जा सकते हैं।

ग्राफीन (वर्णिम) फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (एफईटी) जैव एफइटी की संवेदनशीलता ग्राफीन (वर्णिम) के शुन्य संघ अंतराल द्वारा मौलिक रूप से प्रतिबंधित है, जिसके परिणाम स्वरूप प्राप्त करने में वृद्धि और संवेदनशीलता कम हो जाती है। अंकीय अतिसूक्ष्म परिमाण में, ट्रांजिस्टर एकीकृत परिपथ में वर्तमान प्रवाह को नियंत्रित करते हैं और प्रवर्धन और परिवर्तन की अनुमति देते हैं। जैव संसूचक में, भौतिक मार्ग को हटा दिया जाता है और सन्निहित संग्राहक अणुओं और आवेशित लक्ष्य जैविक अणुओं के बीच का बंधन है जिससे वे उजागर होते हैं, वर्तमान को नियंत्रित करते हैं। लचीले परिपथ के घटक के रूप में जांच की गई है।  2017 में एक 115-ट्रांजिस्टर, 1-बिट माइक्रोप्रोसेसर (छोटा संगणक) कार्यान्वयन द्वि-आयामी का उपयोग कर. 2डी 2-टर्मिनल मेमिस्टर और 3-टर्मिनल मेमट्रांजिस्टर बनाने के लिए उपयोग किया गया है।

वैलेट्रोनिक्स
स्थानिक उलटा समरूपता की कमी के कारण, विषम परत वैलीट्रोनिक्स के लिए आशाजनक सामग्री है, क्योंकि सीबीएम और वीबीएम दोनों में पहले ब्रिलौइन ज़ोन के कोनों पर दो ऊर्जा-पतित घाटियाँ हैं, जो की जानकारी को संग्रहीत करने का रोमांचक अवसर प्रदान करती हैं, और 1s क्रिस्टल गति के विभिन्न असतत मूल्यों पर। बीज वक्रता स्थानिक उलटा (पी) के अनुसार भी है और समय उलट (टी) के अनुसार विषम भी है। पी और टी दोनों समरूपता उपस्थित होने पर निम्नभूमि अवस्था मे प्रभाव जीवित नहीं रह सकता है। विशिष्ट परिस्थितियों में परिस्थिति महाकक्ष प्रभाव को उत्तेजित करने के लिए, परमाणु रूप से पतले संक्रमण-धातु डाइक्लोजेनाइड्स में टी समरूपता को तोड़ने के लिए गोलाकार ध्रुवीकृत रोशनी का उपयोग किया गया था। एकस्तर  में, T और मिरर समरूपता प्रचक्रण कक्षा युग्मन द्वारा विभाजित उप संघटित के फटना और निम्नभूमि सूचकांक को अवरोध करती है, और दोनों को टी के अनुसार पलटा जाता है। चक्रण संरक्षण अंतर निम्नभूमि बिखरने को दबा देता है। इसलिए, बाहरी समरूपता को तोड़े बिना आंतरिक निम्नभूमि महाकक्ष प्रभाव को साकार करने के लिए एकस्तर  को आदर्श मंच माना गया है।

फोटोनिक्स और फोटोवोल्टिक्स
में यांत्रिक शक्ति, विद्युत चालकता भी होती है, और यह प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है, प्रकाश संसूचक जैसे संभावित अनुप्रयोगों को खोल सकता है। की जांच विद्युत रासायनिक चित्र (जैसे फोटोकैटलिटिक (प्रकाश उत्प्रेरक) हाइड्रोजन (उदजन) उत्पादन के लिए) अनुप्रयोगों और सूक्ष्म विद्युतीय अनुप्रयोगों के एक घटक के रूप में की गई है।

एकस्तर् की अतिचालकता
एक विद्युत क्षेत्र के अनुसार एकस्तर को 9.4 K से कम तापमान पर अतिसंवाहक पाया गया है।

यह भी देखें

 * मोलिब्डेनम डिसेलेनाइड