ارائه روشی برای تولید ورق‌های کوانتومی با کارایی بالا

به گزارش گروه علم و فناوری آنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، طی ده سال گذشته توجه زیادی به‌سوی مواد دوبعدی جلب شده‌ است و اخیرا مواد دوبعدی با ابعاد کاهش یافته نظیر نانوروبان‌ها، نقاط کربنی و ورق‌های کوانتومی مورد توجه فرار گرفته‌اند. ورق‌های کوانتومی نه تنها ویژگی‌های مواد دوبعدی را به‌همراه دارند، بلکه از خواص کوانتومی نیز بهره‌مند هستند.
تاکنون روش‌های محدودی برای تولید انبوه ورق‌های کوانتومی ارائه شده‌است. مقاله‌ای با عنوان «High-Yield Production of MoS2 and WS2 Quantum Sheets from Their Bulk Materials» در نشریه «Nano Letters» به چاپ رسیده است که در آن محققان چینی راهبردی برای تولید ورق‌های کوانتومی از جنس دی‌سولفید مولیبدن و دی‌سولفید تنگستن ارائه کرده‌اند. این ورق‌ها فاقد نقص ساختاری هستند، در حالی که ورق‌هایی که با روش‌هایی نظیر اولتراسونیک تولید می‌شوند از نقص ساختاری برخوردار هستند.
در این پروژه محققان به جای استفاده از آسیاب تر، از روش آسیاب خشک استفاده کردند تا میزان پودر شدن ماده‌ ‌توده‌ای را به‌ حداکثر برسانند. اضافه کردن نمک‌های معدنی نظیر کلرید سدیم به این فرآیند نیز نقش مهمی در نتیجه کار دارد.
این روش آسیاب گلوله‌ای مبتنی بر نمک موجب تبدیل فرآیند پودر شدن به سطح جدیدی می‌شود، به‌طوری که محصول ورقه‌ای با ساختاری بی‌نقص به‌دست می‌آید. این محصول بعد از فیلتراسیون و سانتریفیوژ کردن و دیسپرس کردن در محلول متیل پیرولیدن ایجاد می‌شود.
فرآیند تک‌چرخه‌ای برای تولید ورق‌های کوانتومی دی‌سولفید مولیبدن و دی‌سولفید تنگستن از مواد توده‌ای نیاز است که بهره واکنش به‌ترتیب 25/5 و 20/1 درصد وزنی می‌باشد. این رقم بیش از 10 برابر بازدهی دیگر روش‌هاست. در واقع یکی دیگر از مزیت‌های این روش، امکان تولید با کارایی بالا نسبت به دیگر روش‌ها است.