На гладкой кремниевой пластине золотые нанокубики ведут себя как толпа на катке: сначала отдельные фигуры случайно скользят по льду, но за минуту собираются в ровный ковёр. Между кубиками остаётся зазор в два нанометра — примерно как ладонь между соседями в очереди. Этот ковёр не толще одного кубика, и такую сборку называют монослоем. Но стоит заменить подложку на боросиликатное стекло, шероховатость которого выше всего на 0.09 нанометра — меньше диаметра атома золота, — и картина меняется: кубики начинают громоздиться друг на друга, образуя островки высотой в четыре этажа.

Разгадка кроется в невидимых помощниках — мицеллах поверхностно-активного вещества. Эти мягкие шарики, похожие на крошечные мыльные пузырьки, снуют между кубиками и не могут подойти к ним вплотную. Вокруг каждого кубика остаётся запретная зона, куда мицеллам нет входа. Когда два кубика сближаются, их запретные зоны перекрываются, и мицеллы, лишённые части пространства, начинают толкать кубики друг к другу. Это и есть силы истощения — притяжение, рождённое вытеснением мелких частиц из узких промежутков.

Почему шероховатость так сильно влияет на силы истощения? Гладкая поверхность подобна ровному полу, на котором каждый кубик лежит плотно, и запретная зона между ним и полом минимальна. Шероховатая поверхность — как пол, усыпанный мелкими камешками: кубик опирается лишь на несколько выступов, и под ним остаются щели, куда мицеллы могут проникать. Это ослабляет выталкивание и уменьшает притяжение к подложке. В результате на гладком полу кубики распластываются в один слой, а на каменистом — собираются в башни, потому что притяжение между кубиками в верхних слоях оказывается сильнее, чем к неровной поверхности.