作為過渡金屬層狀化合物的典型代表，二硫化鉬（MoS2）超細顆粒除了可以應用於固體潤滑劑、鋰電池電極材料和電子器件平臺中之外，還能應用於淡化海水領域中。相對於層狀的石墨烯膜來說，MoS2薄膜的海水淡化效率更高，高出70%，這意味著淡水總量可以增加，沿海居民飲用水和工業農業用水能夠得到保障。
與我們平常飲用的水的相比，海水的成分更加複雜，含有大量的鹽和許多元素如鈉、鈣、鎂、鉀等。這些元素雖然有很多是人體所需要的，但還是不能直接喝海水，因為海水中的各種物質的濃度都遠高於飲用水的衛生標準。因此，如果大量飲用海水的話，會導致一些元素過量進入人體，而影響人體正常生理功能，甚至導致死亡。
現今，為了緩解淡水資源供應緊張的問題及充分利用海水資源，海水淡化技術的開發也成自然的事了。目前，海水淡化的方法有蒸餾法、反滲透法、電滲法、冷凍法和膜分離法。蒸餾法是將水加熱煮沸產生蒸汽，然後將蒸汽冷凝成蒸餾水，是近幾年來應用最廣泛的方法，不過很難完全分離水和無機鹽；反滲透法是指透過一層半透膜擠壓過濾海水以獲取淡水的方法，在這個過程中只有水可以透過，而其他物質不能透過被截留在膜表面上。反滲透法是當前較先進的一種海水淡化技術，不過因為淡水產量有限，而很難得到普及。
針對反滲透法的不足，研究者主要從半透膜入手，尋找綜合性能更高的薄膜，如二硫化鉬薄膜等。MoS2薄膜是一種具有物理化學性質穩定、厚度為奈米級且佈滿孔隙的薄膜，能夠滲透大量的海水，只留下鹽分和其他成分，以達到淡化海水的目的。
總的來說，不論是在厚度上還是孔隙和物理化學性質上，二硫化鉬薄膜都優於其他薄膜，比如它不會像石墨烯膜一樣與水發生反應，進而有利於提高淡水效果。奈米厚度除了有利於提高MoS2薄膜的海水淡化效果外，還能有效降低的生產費用，因為它極大減少了推壓水的能量。
