Фізики з університету Арізони побудували теорію, яка пояснює механізм стоншування металевих нанопроводів. Ця теорія вказує шлях створення більш довговічних провідників перетином всього в десятки атомів і навіть менше.
Нанодріт знаходиться в зоні підвищеної уваги виробників електронних компонентів, які сподіваються використати його для подальшої мініатюризації своєї продукції. Вважається, що в наступному десятилітті він може забезпечити черговий технологічний прорив не тільки в електроніці, але також у медицині, електроенергетиці та багатьох інших галузях. Японські, голландські, іспанські, бразильські та американські експериментатори вже навчилися "витягати" нанодроти, діаметр яких вимірюється усього кількома атомами. Але, на жаль, термін життя таких нанопроводів навіть при кімнатній температурі поки абсолютно недостатній для промислового використання.
Справа в тому, що теплові флуктуації породжують в нанодроті колективні рухи атомів - солітони. Ці солітони сприяють тому, що атоми мігрують від більш тонких ділянок дроту до більш товстих, поки не відбувається розрив волокна. Перебіг цього процесу визначається протистоянням сил поверхневого натягу і взаємного притягання атомів, яке утримує їх у складі дроту.
Як показали дослідники з університету Арізони, результат боротьби цих сил залежить від температури і коефіцієнта поверхневого натягу металу. Поки температура мала, солітони не виникають. Та варто їй піднятися вище певної межі, - вони вже тут як тут і починають свою чорну справу. Згідно з теоретичним аналізом, величина енергетичного бар'єра, за яким починають виникати солітони, пропорційна квадратному кореню з коефіцієнта поверхневого натягу і не залежить від товщини дроту.
Це досить несподіваний результат. Поверхневий натяг прагне розділити дріт на маленькі кульки, і, здавалося б його зростання має збільшувати схильність дроту до розриву. Однак насправді все йде навпаки, оскільки витончення дроту відбувається не плавно, а як результат хвильової нестійкості на його поверхні. Високий поверхневий натяг перешкоджає розвитку цієї нестійкості.
Побудована теорія дає чітке уявлення, як вибирати матеріал для створення надійних нанопроводів. Одним з кращих матеріалів для них є мідь, яка володіє найбільшим коефіцієнтом поверхневого натягу серед металів, з яких вміють робити нанодроти.
