Combinarea unui atom de molibden cu doi atomi de sulf produce o moleculă de disulfură de molibden (MoS2). În natură, această substanță se găsește în importantul mineral molibdenit. Cu aspectul său negru și senzația alunecoasă, MoS2 este folosit ca lubrifiant solid. Acesta ia forma unor prisme trigonale interconectate, cu straturi de molecule asociate vag prin forțele lui van der Waal. Distribuția favorabilă a electronilor poate crește distanța dintre straturi, crescând lubrifierea.
Structura cristalină hexagonală a disulfurei de molibden are ca rezultat o frecare extrem de scăzută, dar cu o bună aderență la metale. MoS2 formează pelicule lustruite sau pulverizate de calitate pe suprafețe precum pistoane, filete, lagăre și supape. Este cel mai potrivit pentru aplicații cu conținut scăzut de oxigen, cum ar fi în spațiu. Acolo, este folosit în legătură cu nave spațiale, sisteme de antene, sateliți și rețele solare. În unele cazuri, disulfura este combinată cu rășini cum ar fi acrilice, fenolice, uretan și poliimidă pentru a forma acoperiri pulverizabile.
Disulfura de molibden poate fi utilizată chiar și în medii ușor nefavorabile, cum ar fi temperaturi moderat ridicate în prezența oxigenului. Deși disulfura se oxidează lent la trioxid, rezultatul este încă neabraziv, cu un nivel acceptabil de lubrifiere care persistă. În plus, prin creșterea dimensiunii particulelor de disulfură de molibden, susceptibilitatea acesteia la degradare scade semnificativ. Uneori, ca și în cazul suporturilor grele, disulfura de molibden este lubrifiantul de alegere. Aplicațiile pot implica mai mult de 250,000 de lire sterline pe inch pătrat (17,580 kg pe cm pătrat) în unele cazuri.
Minereul de molibdenit trebuie obținut și procesat pentru a produce disulfură de molibden de calitate comercială. Minereul este mai întâi extras folosind fie metoda carierei deschise, fie tehnica de speleologie în blocuri, prin care materialul este săpat de sub minereu care apoi se prăbușește sub propria greutate. Procesarea minereului include măcinarea sau măcinarea acestuia; urmează flotația și implică spumarea cu aer, uneori sub influența aditivilor pentru cele mai bune rezultate. Interesant este că minereul util crește în timp ce roca sterilă se așează. Dacă este necesar, se folosește leșierea acidă pentru a îndepărta contaminanții metalici.
În acest moment al procesării, puritatea poate depăși deja 92 la sută. Metodele brevetate pot fi apoi folosite pentru a crește și mai mult puritatea. Particulele finale de sulfură de molibden procesate sunt frecvent de la câțiva microni până la dimensiunea submicronică. Furnizorii obișnuiți online citează purități de disulfură de molibden variind de la 98 la 99 la sută. Aplicațiile non-lubrifiante includ cataliză în industria petrolului pentru desulfurare și ca material semiconductor de tip p pentru industria electronică.