La combinazione di un atomo di molibdeno metallico con due atomi di zolfo produce una molecola di bisolfuro di molibdeno (MoS2). In natura, questa sostanza si trova nell’importante minerale molibdenite. Con il suo aspetto nero e la sensazione scivolosa, MoS2 viene utilizzato come lubrificante solido. Assume la forma di prismi trigonali interconnessi, con strati di molecole liberamente associati attraverso le forze di van der Waal. La distribuzione favorevole degli elettroni può aumentare la distanza tra gli strati, aumentando il potere lubrificante.
La struttura cristallina esagonale del bisolfuro di molibdeno risulta in un attrito estremamente basso, ma con una buona aderenza ai metalli. MoS2 forma pellicole di qualità brunite o spruzzate su superfici come pistoni, filettature, cuscinetti e valvole. È più adatto per applicazioni a basso contenuto di ossigeno, come nello spazio. Lì, viene utilizzato in connessione con veicoli spaziali, sistemi di antenne, satelliti e pannelli solari. In alcuni casi, il disolfuro viene combinato con resine come acrilici, fenolici, uretanici e poliimmidici per formare rivestimenti spruzzabili.
Il bisolfuro di molibdeno può essere utilizzato anche in ambienti leggermente sfavorevoli, come temperature moderatamente elevate in presenza di ossigeno. Sebbene il disolfuro si ossidi lentamente al triossido, il risultato è ancora non abrasivo, con un livello accettabile di lubrificazione persistente. Inoltre, aumentando la dimensione delle particelle di bisolfuro di molibdeno, la sua suscettibilità alla degradazione diminuisce significativamente. A volte, come nel caso di carichi pesanti, il bisolfuro di molibdeno è il lubrificante preferito. Le applicazioni possono comportare più di 250,000 libbre per pollice quadrato (17,580 kg per cm quadrato) in alcuni casi.
Il minerale di molibdenite deve essere ottenuto e lavorato per produrre disolfuro di molibdeno di qualità commerciale. Il minerale viene prima estratto utilizzando il metodo a fossa aperta o la tecnica del blocco speleo, per cui il materiale viene estratto da sotto il minerale che poi crolla sotto il suo stesso peso. La lavorazione del minerale include il suo essere macinato o macinato; segue la flottazione e comporta la formazione di schiuma con aria, talvolta sotto l’influenza di additivi per ottenere i migliori risultati. È interessante notare che il minerale utile sale mentre la roccia di scarto si deposita. Se necessario, viene utilizzata la lisciviazione acida per rimuovere i contaminanti metallici.
A questo punto della lavorazione, la purezza potrebbe già superare il 92 percento. Possono quindi essere impiegati metodi brevettati per aumentare ulteriormente la purezza. Le particelle di solfuro di molibdeno lavorate finali spesso vanno da pochi micron fino a dimensioni inferiori al micron. Tipici fornitori online citano purezze di bisolfuro di molibdeno che vanno dal 98 al 99 percento. Le applicazioni non lubrificanti includono la catalisi nell’industria petrolifera per la desolforazione e come materiale semiconduttore di tipo p per l’industria elettronica.