Thématiques détaillées du LMCT

Dynamique moléculaire dans les milieux confinés

Confinement induces special properties on liquids: diffusion coefficients, viscosity, freezing points, and all collective properties which rest on the hypothesis of a minimal number of molecules in identical conditions, are affected by the vicinity of surfaces. Modelling offers a unique possibility to tackle these original properties. It allows to analyze the origin of these new properties.

Modélisation multi-échelle de solutions concentrées D'ELECTROLYTES

Les ions en solution ont un rôle fondamental dans de nombreux processus physiques, chimiques et biologiques. Une procédure multi-échelle à gros-grains a été développée pour obtenir des modèles simples à partir de descriptions atomiques permettant de rendre compte des propriétés de telles solutions.

Les paramètres de forces classiques pour des ions en solutions sont extraits de calculs ab initio. Des potentiels effectifs (McMillan-Mayer) ion-ion sont ensuite obtenus à partir des fonctions de distribution de paire mesurées dans des simulations de dynamique moléculaire. Avec ces potentiels effectifs, nous pouvons établir une description à solvant continu des électrolytes. Finalement, nous mettons en oeuvre un calcul de perturbation, pour définir la meilleure représentation possible pour ces systèmes, en termes de sphères dures chargées (éventuellement associées).

Le modèle final ainsi obtenu est analytique et il ne contient aucun paramètre ajustable. Nous montrons qu’il est en bon accord avec les résultats exacts obtenus par des simulations Monte-Carlo pour la structure et la thermodynamique.

Une analyse similaire pour la viscosité des éléctrolytes, obtenue à partir d’une base moléculaire, est également mise au point.

Modélisation mésoscopique de microémulsions

La modélisation mésoscopique des propriétés thermodynamiques des microémulsions (mélange eau / huile / surfactant) est un enjeu fondamental à la compréhension des phénomènes mis en jeu lors de l’extraction liquide-liquide, utilisée pour la séparation poussée des ions. Les objectifs principaux de cette étude sont de :

  • décrire et de prédire les microstructures des microémulsions,
  • de faire le lien entre les propriétés microscopiques (à l'échelle moléculaire) et macroscopiques de telles solutions.

Collaboration avec L. Arleth (Université de Copenhague, Danemark), S. Marcelja (Australian National University, Canberra)

Extrait du film présent sur le mur d'images du CEA Saclay