No barriers to growing a row Classical nucleation theory predicts that two-dimensional islands on a surface must reach a critical size before they continue to grow; below that size, they dissolve. Chen et al. used phage display to select for short peptides that would bind to molybdenum disulfide (MoS2) (see the Perspective by Kahr and Ward). Hexagonal arrays of these peptides grew epitaxially as dimers but without a size barrier—the critical nuclei size was zero. Although two-dimensional arrays formed, growth occurred one row at time. Classical nucleation theory indeed predicts the absence of a barrier for such one-dimensional growth. Science, this issue p. 1135; see also p. 1111 The barrier-free, row-by-row assembly of peptides on a MoS2 surface confirms a prediction of classical nucleation theory. Assembly of two-dimensional (2D) molecular arrays on surfaces produces a wide range of architectural motifs exhibiting unique properties, but little attention has been given to the mechanism by which they nucleate. Using peptides selected for their binding affinity to molybdenum disulfide, we investigated nucleation of 2D arrays by molecularly resolved in situ atomic force microscopy and compared our results to molecular dynamics simulations. The arrays assembled one row at a time, and the nuclei were ordered from the earliest stages and formed without a free energy barrier or a critical size. The results verify long-standing but unproven predictions of classical nucleation theory in one dimension while revealing key interactions underlying 2D assembly.

中文翻译：

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一次一排构建二维材料：避免成核障碍

连续生长没有障碍经典成核理论预测，表面上的二维岛在继续生长之前必须达到临界尺寸；低于这个尺寸，它们就会溶解。陈等人。使用噬菌体展示来选择与二硫化钼 (MoS2) 结合的短肽（参见 Kahr 和 Ward 的观点）。这些肽的六边形阵列作为二聚体外延生长，但没有大小障碍——临界核大小为零。尽管形成了二维阵列，但每次增长都会发生一行。经典成核理论确实预测了这种一维生长不存在障碍。科学，这个问题 p。1135; 另见第。1111 MoS2 表面上肽的无障碍、逐行组装证实了经典成核理论的预测。在表面上组装二维 (2D) 分子阵列会产生各种具有独特性质的建筑图案，但很少有人关注它们成核的机制。使用选择的肽对二硫化钼的结合亲和力，我们通过分子解析原位原子力显微镜研究了二维阵列的成核，并将我们的结果与分子动力学模拟进行了比较。阵列一次组装一排，原子核从最早的阶段开始排列，形成时没有自由能垒或临界尺寸。结果验证了一维经典成核理论的长期但未经证实的预测，同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。但很少有人关注它们的成核机制。使用选择的肽对二硫化钼的结合亲和力，我们通过分子解析原位原子力显微镜研究了二维阵列的成核，并将我们的结果与分子动力学模拟进行了比较。阵列一次组装一排，原子核从最早的阶段开始排列，形成时没有自由能垒或临界尺寸。结果验证了一维经典成核理论的长期但未经证实的预测，同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。但很少有人关注它们的成核机制。使用选择的肽对二硫化钼的结合亲和力，我们通过分子解析原位原子力显微镜研究了二维阵列的成核，并将我们的结果与分子动力学模拟进行了比较。阵列一次组装一排，原子核从最早的阶段开始排列，形成时没有自由能垒或临界尺寸。结果验证了一维经典成核理论的长期但未经证实的预测，同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。我们通过分子解析原位原子力显微镜研究了二维阵列的成核，并将我们的结果与分子动力学模拟进行了比较。阵列一次组装一排，原子核从最早的阶段开始排列，形成时没有自由能垒或临界尺寸。结果验证了一维经典成核理论的长期但未经证实的预测，同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。我们通过分子解析原位原子力显微镜研究了二维阵列的成核，并将我们的结果与分子动力学模拟进行了比较。阵列一次组装一排，原子核从最早的阶段开始排列，形成时没有自由能垒或临界尺寸。结果验证了一维经典成核理论的长期但未经证实的预测，同时揭示了二维组装背后的关键相互作用。