Крышку банки легче повернуть, ухватившись за край, чем за центр. Слоистые кристаллы, такие как графит, ведут себя похоже, когда их слои пытаются повернуть друг относительно друга: сопротивление рождается не всей площадью контакта, а лишь его краем.
Раньше считалось, что сопротивление повороту должно расти пропорционально квадрату площади контакта, ведь вдвое больший круглый столбик содержит вчетверо больше атомов, сцеплённых слабыми силами. Однако измерения показали: момент силы растёт линейно. Значит, внутренние области контакта почти не сопротивляются повороту.
Атомистические симуляции объяснили парадокс. У краёв контакта атомная решётка перестраивается, чтобы снизить энергию, и именно эта узкая полоса шириной около полутора нанометров принимает на себя основную нагрузку. Внутренняя часть остаётся почти не вовлечённой, как середина крышки, за которую не ухватиться.
Это различие показывает: скольжение и кручение управляются разными путями передачи напряжений. Для устройств, где слои нужно поворачивать точно, например в твистронике, важно учитывать, что сопротивление задаёт именно край контакта, а не его площадь.
Крышка банки, за которую берутся с краю, оказалась точной моделью поведения атомных слоёв. Измерив момент силы на микронных столбиках, физики увидели, что в наномире край контакта работает как ручка, за которую природа поворачивает материал.
Момент силы для графита на графите при радиусе 2 мкм составил около 40 нН·м, что сравнимо с моментом, который создаёт муравей, поворачивающий травинку длиной 1 мм.
В романе Артура Кларка «Конец детства» инопланетяне используют технологию, позволяющую манипулировать материалами на атомном уровне. Эта работа о контролируемом кручении слоёв напоминает первые шаги к таким возможностям.