Thématiques

Simulation numérique des colloïdes et polymères

1. Comportement en fonction du pH d'une chaîne de polymère par simulations
Monte Carlo (stage ou travail de Master).

L'objectif de cette étude consiste à étudier les changements de conformations de chaînes de polymère chargées en fonction du pH en solution, en fonction de la nature de la chaîne, et en présence de contre-ions et particules de sel. La présence de contre-ions, d'anions et de cations en solution va très fortement influencer la réponse de la chaîne en solution suite à des variations de pH. Ceci se traduira au cours des processus de titration par des changements conformationnels tout à fait étonnants. La compréhension de ces processus est une étape importance vers l'utilisation de polymère chargés par exemple dans le traitement d'eaux usées, la fabrication de matériaux polymères, le comportement de systèmes biologiques, et de biopolymères comme l'ADN.

Cette étude consiste, sur la base d'un programme informatique déjà existant et opérationnel, à faire varier de façon systématique certains paramètres (flexibilité de la chaîne, valence des ions en solutions, pH, force ionique) vers une meilleure compréhension du comportement de polymères chargés en étudiant le degré de dissociation des polymères en fonction du pH, leur conformation dans l'espace, la distribution des contre-ions, etc. La visualisation de ces phénomènes au travers de la production de films d'animation, représentation tridimensionnelle, courbes de titration sera également abordée.

2. Adsorption de composés humiques à la surface de nanoparticules
(stage ou travail de Master).

L'objectif de ce travail consiste à évaluer le comportement de nanoparticules manufacturées dans les milieux environnementaux en présence de composés fulviques. En effet l'adsorption de composés fulviques à la surface des nanoparticules va très fortement modifier leur réactivité chimique, leur vitesse de diffusion et leur éco-toxicité dans les milieux naturels.

La quantité de composés fulviques adsorbés dépendra bien entendu des conditions physico-chimiques rencontrées (pH, force ionique) mais aussi de la nature des nanoparticules. Il conviendra ici de dégager les conditions dans lesquelles l'adsorption de composés fulviques modifiera de façon significative la surface des nanoparticules (formation de monocouches, isotherme d'adsortion, etc). Ceci se fera sur la base d'un programme informatique déjà existant qu'il conviendra d'ajuster et d'accorder à des mélanges fulviques et nanoparticules. La visualisation de ces phénomènes au travers de la production de films d'animation sera également considérée.