В узкой щели между двумя пластинками вода из влажного воздуха собирается сама собой — это капиллярная конденсация. Если щель шириной всего несколько нанометров, вода уже не ведёт себя как сплошная жидкость: каждая молекула на счету. Но как именно заполняется такая щель — слоями или сразу целиком — до сих пор было неясно.

Исследователи изготовили капилляры из слоёв материала толщиной в один атом и с помощью атомно-силового микроскопа следили, как стенки прогибаются при впуске воды. Гибкие стенки впускали воду постепенно: каждый новый слой молекул добавлял примерно 0,3 нанометра к толщине водяной плёнки. Жёсткие стенки, наоборот, заполнялись резко, одним скачком.

Разница объясняется борьбой двух сил: энергии, необходимой, чтобы изогнуть стенку, и взаимодействия воды со стенкой, которое меняется в зависимости от расстояния. Когда стенка легко гнётся, ей выгоднее впускать воду по одному слою, следуя волнистому рельефу взаимодействия. Жёсткая стенка не может изогнуться, поэтому вода врывается сразу, как только выигрыш от заполнения превысит сопротивление.

Это открытие показывает, что молекулярная природа воды способна радикально менять привычные капиллярные явления — от увлажнения почвы до работы микрофлюидных устройств. А выбор между плавным и скачкообразным заполнением зависит всего лишь от податливости стенок.