Двовимірні матеріали - основа чорнила для друку гнучкою і еластичною електроніки
Дослідники з Національного університету Сінгапуру (National University of Singapore, NUS) розробили новий спосіб отримання великих кількостей високоякісних моношарових пластівців з дисульфіду молібдену. Ці двовимірні пластівці, будучи змішані зі спеціальним розчинником, є ідеальним рішенням для використання в якості чорнила для друку гнучких і еластичних електронних і фотонних пристроїв майбутнього.
Група дослідників з NUS, які розробили цей метод виробництва моношарових матеріалів, працює у цьому напрямку вже досить тривалий час. Буквально минулого місяця ними був розроблений одноетапний метод виробництва високоякісних графенових плівок і кріплення їх до поверхні кремнієвої підкладки. А останньою їхньою роботою є універсальна технологія виробництва моношарових матеріалів, основою якого є метод так званого екс-розплющення. Дослідники випробували цей метод для виробництва дисульфіду молібдену (MoS2), матеріалу, який має великі перспективи для його використання в електроніці, але точно такий метод може бути використаний і для виробництва інших моношарових матеріалів - диселенида вольфраму, дисульфіду титану та ін
Всі вищеперелічені матеріали за винятком графена відносяться до класу халькогенідів. Коли халькогены, сірка чи селищ, об'єднані з атомами металів, молібдену або вольфраму, вони формують проміжний матеріал, що відноситься до класу дихалькогенидов. З усього сімейства таких матеріалів було досить ретельно досліджено лише кілька його представників. Але і цього виявилося достатньо для того, щоб визначити, що унікальні електронні та оптичні властивості таких матеріалів роблять їх ідеальними кандидатами на застосування в тонкоплівкової електроніці й оптоелектроніці.
Однак, процеси, що використовувалися для отримання тонких плівок з вищезазначених матеріалів, займали дуже довгий час, а вихід готової продукції був вкрай низький, що робило використання таких матеріалів просто невигідним з економічної точки зору. Для вирішення цієї проблеми дослідники з NUS звернули свою увагу на металеві аддукти нафталіну, склади, які не є сплавами або сполуками, але складаються з двох або більше речовин. Для експериментів дослідники синтезували аддукти літію, натрію, калію, після чого вони піддали кожен склад обробці процесом екс-розплющення і порівняли ефективність використання кожного матеріалу для отримання якісного моношарового дисульфіду молібдену.
Дослідникам вдалося отримати високоякісні частинки дисульфіду молібдену, мають досить велику площу, а заключним етапом розробленого процесу стало отримання колоїдного розчину цих частинок, який успішно можна використовувати в якості чорнила для друку електронних пристроїв.
"В даний час мається вузьке місце, яке робить невигідним використання двовимірних халькогенідів в якості чорнила для друку" - розповідає професор Лох Киэн Пінг (Loh Kian Ping), керівник відділу хімії NUS, - "Ми розробили технологію, що використовує альтернативний расслаивающий агент, в якості якого використовуються шари органічного нафталіну, і застосування цього агента дозволило реалізувати більш ефективний метод отримання моношарових матеріалів, ніж всі інші методи. Цей метод підходить для отримання різних видів двовимірних матеріалів і може забезпечити потреби в таких матеріалах нового напряму друкованої електроніки, яке досить бурхливо розвивається останнім часом".