一篇由Schutte等發表在Journal of Solid State Chemistry的文章闡述了二硫化鎢（WS₂）和二硒化鎢（WSe₂）具有與二硫化鉬（MoS₂）同種類型的層狀晶體結構。除了常見的WS₂的六邊形2H形式外，還有一種斜方體形式，即3R-WS₂，也曾被報導過，它與MoS₂的斜方體形式同型。

二硫化鎢（WS2）晶體結構屬於P6₃/mmc空間群，通過X射線衍射測量的晶格參數為a = 0.31532 nm和c = 1.2323 nm。作為二維層狀過渡金屬二氯化物（TMDC）材料的典型代表，其結構由0.6-0.7納米厚的X-M-X夾層（M為過渡金屬；X=S、Se、Te）組成，WS₂擁有類似的夾層結構，每個夾層板由三個原子層組成（中間一層是W原子層；上下兩層都是S原子層），形成S-W-S結構。

在電子配件、X光檢查裝置領域或有輻射工作環境中，人們一般會使用鉛板材料來降低輻射進而起到遮蔽的作用，但是鉛板材料會造成嚴重的環境污染。有鑒于此，專利號爲CN103106936的研究者提供了一種密度在12.0g/cm3左右的樹脂鎢複合材料的生産方法，以代替鉛板材料來降低輻射和對自然環境的破壞。

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）在癌症治療中具有重要的應用。最近有許多關於這個主題的研究。研究人員合成了植入釕納米粒子的殼聚糖功能化WS₂納米複合材料（CS/WS₂/Ru），這種材料具有生物相容性和無毒，是藥物輸送系統的良好候選者。另一方面，由於WS₂的小尺寸和大表面積可以改善殼聚糖的生物特性，從生物傳感到製藥都有廣泛的醫療應用。

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）如二硫化鎢無機納米管和富勒烯類納米顆粒與唾液腺細胞的生物相容性。目前還沒有足夠的方法來治療因唾液腺功能受損導致口腔疾病。研究人員研究了WS₂在唾液腺細胞中的生物相容性。在研究中，無機納米管（INT- WS₂）和無機富勒烯類納米顆粒（IF WS₂）在可在高溫下使用反應器合成。

WS₂NM納米載體在給藥系統具有重要的應用，也推動了其在組織工程中的應用。由於WS₂的電特性，研究人員設計了WS₂NM為基礎的電反應給藥系統。傳統的給藥系統，如口服和注射，需要較高濃度的藥物才能看到治療效果，而給藥量過大會導致一些病人出現副作用。

由於二硫化鎢納米材料中二硫化鎢量子點（WS₂-QD）（3納米和28納米）的高原子序數和近紅外吸收，從而被合成為X射線電腦斷層掃描（CT）/光聲成像（PA）的增強劑，促使了其在生物成像和放射治療中的應用。

隨著納米技術的發展，二硫化鎢納米材料（WS₂NM）已然成為光學生物感測器的新選擇。研究人員報告了使用一種簡單的方法來製造一種由WS₂納米片和羥基化MWCNTs（WS₂/MWCNTs-OH）組成的混合材料。基材是絲網印刷的碳電極（SPCE），其優點是需要最低的成本，並且是一次性的和節能的。使用WS₂/MWCNTs-OH複合材料進行改造，提高了敏感和選擇性行為的速率。

作爲一種典型的的過渡金屬硫化物材料，二硒化鉬（MoSe2）具有層狀可調的寬帶隙半導體相和零帶隙金屬相結構，所以在半導體電子器件、光電轉換器件、催化和儲能等領域具有廣泛的應用前景。但是，如何生産大面積、均勻、連續、單一相結構的MoSe2薄膜仍是當前研究的難點。

二硫化鎢納米材料（WS₂NM）已經成功用於觀察DNA雜交、酶和蛋白質，以及環境污染和醫療診斷等生物感測器和納米醫學中。在很長的一段時間裡，電化學生物感測器，如半導體和絲網印刷電極，被用於眾多領域。在基於電化學的感測器中，NPS對電化學信號的放大作用導致了一些納米雜交化合物的發展，它們能夠有助於形成強大的感測器，作為一種快速、簡單和敏感的生物分子識別方法。