2D materiály jsou v dnešní době velmi populární, jak z pohledu chemika, tak i fyzika. Jejich příprava je ale stále poměrně komplikovaná. Nedávno byla publikována metoda, která tuto přípravu usnadňuje.
2D materiály mají tloušťku pouze (v ideálním případě) jeden atom, asi nejznámějším příkladem je grafen. Ten je tvořen monovrstvou grafitu. Lze ho připravit buď exfoliací grafitu, nejčastěji pomocí ultrazvuku, nebo pomocí CVD. V tomto případě je jako zdroj uhlíku využíván methan (CH4).
Velkou skupinou 2D materiálů jsou tzv. MXeny, zde jde nejčastěji o karbidy a nitridy. Připravují se leptáním prekurzoru (MAX) pomocí kyseliny fluorovodíkové, případně hydrogendifloridu amonného (NH4HF2) nebo směsí kyseliny chlorovodíkové a fluoridu lithného (HCl/LiF). Tyto materiály jsou velmi perspektivní pro konstrukci akumulátorů a dalších zařízení pro ukládání energie.
Prekurzory MAX se skládají z přechodného kovu (M), kovu hlavní skupiny (A) a uhlíku nebo dusíku. Příkladem může být Mo2Ga2C nebo Ti3AlC2. Odleptáním kovu A pak získáme 2D materiál Mo2C nebo Ti3C2. Při leptání pomocí kyseliny fluorovodíkové dochází k navázání terminálních skupin -OH, -O nebo -F na vznikající materiál.
V publikované práci byla vyvinuta a ověřena výpočetní metoda jak předpovědět vhodnou strukturu prekurzoru a konečného materiálu. Tato metoda byla i experimentálně ověřena.
Ověření proběhlo přípravou prekurzoru YRu2Si2, který byl následně exfoliován za vzniku 2D materiálu Ru2SixOy. Prekurzor byl připraven kalcinací směsi práškových prvků (Y + Ru + Si) v kelímku z aluminy (Al2O3) při teplotě 1250 °C v argonové atmosféře.
Exfoliace byla provedena leptáním v kyselině fluorovodíkové za laboratorní teploty, produkt byl izolován centrifugací. Analýzou EDX a STEM-EDX bylo zjištěno složení připraveného 2D materiálu Ru2SixOy.
Publikovaná metoda může otevřít cestu k novým 2D materiálům a tím i k zajímavým aplikacím, např. čištění vody nebo zachycování oxidu uhličitého z atmosféry.