Молекула триптицена похожа на трёхлучевую звезду. Когда такие звёзды рассыпают по поверхности свинца, они сами собираются в узор, напоминающий плетёную корзину: треугольники и шестиугольники чередуются, а в каждом узле сидит пара звёзд. Теоретики давно говорили, что на краях такой корзины должны жить особые электроны, но увидеть их не получалось.
Учёные из Японии и Германии взяли вместо атомов крупные молекулы. Каждая молекула — готовый узел, а электроны могут перепрыгивать с одного узла на другой. На поверхности свинца молекулы выстроились в ровные островки с зигзагообразными краями. Сканирующий туннельный микроскоп, который ощупывает поверхность тонкой иглой, нашёл на этих краях яркий пик при напряжении 1,42 вольта.
Электроны, которые живут только на краю, — признак топологических материалов. Внутри такого материала электроны ведут себя одним образом, а на краю — другим, и эта разница не боится мелких дефектов. В графене такие краевые электроны возникают на зигзагообразных краях, и теперь их двойник найден в молекулярной решётке. Расчёты показали, что эти электроны защищены геометрией кристалла, как крепость защищена формой стен.
Раньше такую защиту можно было только вычислить на бумаге. Теперь она проявилась в виде цепочки ярких пятен на карте проводимости. Молекулярный конструктор оказался точнее атомного: он позволяет собрать решётку с нужной геометрией. Тот же подход можно применить к другим молекулам, чтобы создавать материалы с заранее заданными электронными свойствами.
Молекулы триптицена имеют жёсткую Y-образную форму, напоминающую трёхлучевую звезду. Благодаря этому они самопроизвольно собираются в решётку кагоме, подобно тому как магнитные стрелки выстраиваются в узор на плоскости.
Идея создания материалов с заданными электронными свойствами из молекулярных блоков перекликается с концепцией «программируемой материи» из научной фантастики, например в романе Нила Стивенсона «Алмазный век».