کانی هفته: Molybdenite
مولیبدنیت با فرمول شیمیایی ₂MoS، کانی اصلی فلز مولیبدن است. این کانی با جلای فلزی، رنگ خاکستری نقره‌ای و ساختار لایه‌ای، به‌راحتی از طریق رخ کامل خود قابل شناسایی است. شباهت ساختاری آن با گرافن، توجه بسیاری از پژوهشگران حوزه فناوری نانو را به خود جلب کرده است.
معرفی کلی و ساختار شیمیایی
مولیبدنیت دارای ساختار لایه‌ای است که به دلیل اتصال ضعیف بین اتم‌های گوگرد در لایه‌های سه‌تایی مجزا، قابلیت لغزش آسان و رخساره‌های برش‌پذیری را فراهم می‌کند. ساختار اتمی این کانی شامل یک لایه از اتم‌های مولیبدن است که بین دو لایه از اتم‌های گوگرد قرار گرفته است. پیوندهای مولیبدن-گوگرد قوی هستند، اما تعامل بین اتم‌های گوگرد در بالا و پایین لایه‌های ساندویچی مجزا ضعیف است. این کانی از نظر شیمیایی پایدار، مقاوم در برابر بیشتر اسیدها و نسبت به تابش‌ها بی‌تفاوت است. سختی مولیبدنیت در مقیاس موهس بین 1 تا 1.5 است و دارای جلای فلزی می‌باشد. رنگ آن سیاه، خاکستری سربی یا خاکستری است
خاستگاه و نحوه تشکیل
مولیبدنیت عمدتاً در رگه‌های هیدروترمال دمای بالا تشکیل می‌شود و معمولاً با سنگ‌های آذرین اسیدی مانند گرانیت‌ها و گرانودیوریت‌ها همراه است. همچنین در برخی رخدادهای دگرگونی مجاورتی و اسکارن‌ها نیز دیده می‌شود. سیالات گرمابی غنی از گوگرد و مولیبدن، عامل اصلی تشکیل این کانی هستند.
کانی‌های همراه
مولیبدنیت در کانسارهای هیدروترمال با دمای بالا اغلب با پیریت، کالکوپیریت، کوارتز، انیدریت، فلوئوریت و شیلیت همراه است. در کانسارهای مس پورفیری، کانی‌های همراه عمده شامل پیریت، بورنیت، کالکوسیت اولیه، تتراهدریت و مگنتیت هستند. همچنین، گارنت، اپیدوت و هورنبلند نیز از کانی‌هایی هستند که معمولاً در تاکتیت‌ها (سنگ‌های حاصل از دگرگونی تماسی) همراه با مولیبدنیت یافت می‌شوند.
مولیبدنیت اغلب با کانی‌های زیر همراهی دارد:
کوارتز
پیریت
کالکوپیریت
فلوریت
و گاه طلا (در برخی سیستم‌های اپی‌ترمال و پورفیری)
ریشه نام
نام «مولیبدنیت» از واژه یونانی molybdos به‌معنای «سرب» گرفته شده است، زیرا در گذشته به‌اشتباه با گرافیت و گالن (سولفید سرب) اشتباه گرفته می‌شد. تمایز آن به‌عنوان منبع اصلی فلز مولیبدن در قرن نوزدهم تثبیت شد.
کشف مولیبدن به عنوان یک عنصر مجزا در سال 1778 توسط کارل ویلهلم شیله انجام شد، اما نام آن همچنان بر اساس ریشه یونانی خود باقی ماند.
کاربردهای صنعتی و تکنولوژیک
مولیبدنیت به عنوان اصلی‌ترین منبع فلز مولیبدن، کاربردهای صنعتی گسترده‌ای دارد. مولیبدن به عنوان یک عنصر آلیاژی در فولادها به منظور افزایش استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و سایش استفاده می‌شود. حدود 80% از مولیبدن در صنعت فولاد و 10% در صنعت شیمیایی استفاده می‌شود. کاربردهای دیگر شامل استفاده در تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی، ابزارهای برش، صنایع روشنایی، و به عنوان کاتالیزور در صنعت نفت است. همچنین، مولیبدنیت به دلیل ساختار لایه‌ای و خواص منحصربه‌فردش، به عنوان روان‌کننده نیز به کار می‌رود.
محل‌های رخداد جهانی
مولیبدنیت در انواع کانسارهای هیدروترمال، از جمله رگه‌های کوارتز و کانسارهای پورفیری یافت می‌شود. در سطح جهانی، ذخایر مهم در کشورهای آمریکا (کلرادو)، چین، شیلی و کانادا قرار دارند.
این کانی در مناطق خاصی مانند کوئیستا (نیومکزیکو) و معادن هندرسون و کلیماکس (کلرادو) در ایالات متحده به وفور یافت می‌شود. همچنین در کانسارهای مس پورفیری آریزونا، یوتا و مکزیک نیز حضور دارد.
خاستگاه در ایران
در ایران، رخدادهای مهم مولیبدنیت در مناطق زیر گزارش شده‌اند:
سربیشه (خراسان جنوبی)
آذربایجان غربی و شرقی (در ارتباط با توده‌های گرانیتی)
منطقه دربند، دامغان
بلوک مرکزی ایران (در برخی اسکارن‌ها و رگه‌های هیدروترمال)
کانسارهای مس پورفیری مانند سرچشمه دارای مولیبدنیت هستند.
نکات زمین‌شناسی و اقتصادی
مولیبدنیت شاخص مهمی در سیستم‌های پورفیری است و می‌تواند به‌عنوان راهنمای اکتشافی برای ذخایر مس-مولیبدن عمل کند.
حضور آن در رگه‌های کوارتزی با پیریت و کالکوپیریت، نشانگر شرایط دمای بالا و فشار متوسط در سیستم‌های هیدروترمال است.
از نظر اقتصادی، مولیبدن نقش کلیدی در صنایع فولاد، نفت، و فناوری‌های نوین دارد.
مولیبدنیت به عنوان تنها منبع اقتصادی رنیوم، یک عنصر کمیاب، اهمیت اقتصادی بالایی دارد. محتوای رنیوم در مولیبدنیت معمولاً در محدوده ppm است، اما گاهی به 1 تا 2 درصد نیز می‌رسد. حضور ایزوتوپ رادیواکتیو رنیوم-187 و ایزوتوپ دختر آن اسمیم-187، یک روش سن سنجی زمین‌شناسی مفید را فراهم می‌کند.
کاربردهای نوین مولیبدنیت
در سال‌های اخیر، مولیبدنیت به دلیل ساختارهای بلوری منحصربه‌فرد و خواص غیرمعمول خود، به طور گسترده‌ای در زمینه‌های کاتالیز، نمک‌زدایی، ذخیره و تبدیل انرژی، و اپتوالکترونیک مورد استفاده قرار گرفته است.
ورقه‌های تک‌لایه مولیبدنیت دارای گاف نواری مستقیم هستند و می‌توانند برای ساخت ترانزیستورهای کوچک یا با ولتاژ پایین استفاده شوند. این ترانزیستورها قادر به شناسایی و انتشار نور هستند و ممکن است در آینده در اپتوالکترونیک کاربرد داشته باشند. همچنین، مولیبدنیت به عنوان یک نیمه‌رسانا در دیودهای آشکارساز سیگنال در رادیوهای کریستالی اولیه استفاده می‌شد. تحقیقات کنونی بر روی استفاده از نانوساختارهای مولیبدنیت در باتری‌های لیتیوم-یون، حسگرها، و دستگاه‌های الکترونیکی تمرکز دارد.
نانو‌لایه‌های مولیبدنیت به‌عنوان جایگزین گرافن در برخی کاربردهای الکترونیکی
ترانزیستورهای نازک و منعطف با قابلیت عملکرد در دماهای بالا
کاتالیست‌های پیشرفته در پیل‌های سوختی و فرآیندهای شیمیایی
حسگرهای زیستی و محیطی با دقت بالا و پاسخ سریع
ساختار لایه‌ای مولیبدنیت شباهت زیادی به گرافن دارد، اما برخلاف گرافن که رسانای عالی است، مولیبدنیت نیمه‌هادی با گاف نواری (Band Gap) مستقیم است، این ویژگی باعث شده در ساخت ترانزیستورهای نازک و اپتوالکترونیک بسیار مورد توجه قرار گیرد.