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Colloque
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Celine Toubin : Laboratoire PHLAM, UMR CNRS 8523, Université de Lille
Les nuages de glace dans la haute troposphère joue un rôle essentiel dans la régulation du climat terrestre, influençant à la fois l'humidité stratosphérique et le bilan radiatif. L'efficacité de la nucléation hétérogène de la glace, un processus clé dans la formation des nuages, dépend largement des propriétés de surface des particules d'aérosols, en particulier de la présence de groupes fonctionnels capables de former des liaisons hydrogène. Bien que beaucoup d'attention ait été accordée au rôle des alcools dans la formation des noyaux de condensation des nuages, leur impact sur les processus de congélation a été moins exploré. Cette étude examine le comportement d’alcools linéaires et ramifiés à la surface d’un film d’eau en cours de refroidissement, à l'aide de simulations de dynamique moléculaire (MD) classiques, afin de compléter les résultats expérimentaux existants [1,2]. Les simulations MD révèlent qu'à mesure que la température diminue de 283 K à 192 K, la tension de surface et la solubilité du 3-hexanol et du 1-pentanol augmentent, indiquant un effet dépendant de la température sur la formation de la glace. En plus de ces propriétés macroscopiques, la théorie des graphes [3] a été utilisée pour analyser l'influence au niveau moléculaire de ces alcools sur le réseau de liaisons hydrogène à l'interface. Notre analyse approfondie montre que les molécules d'alcool sont incorporées dans le réseau bidimensionnel de liaisons hydrogène à l'interface air-eau et, lors de la congélation, elles favorisent la formation de cycles à six liaisons hydrogène, marquant une étape préliminaire à la formation de la glace [4].
References
[1] Sun, T.; Ben-Amotz, D.; Wyslouzil, B. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23 (16), 9991–10005. https://doi.org/10.1039/D0CP06131J.
[2] Sun, T.; Wyslouzil, B. E. J. Phys. Chem. B 2021, 125 (44), 12329–12343. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.1c06188.
[3] Bougueroua, S., Aboulfath, Y., Barth, D., & Gaigeot, M. P. (2023). Molecular Physics, 121(7–8). https://doi.org/10.1080/00268976.2022.2162456.
[4] AbouHaidar, R., Bougueroua, S., Duflot, D., Gaigeot, M.P., Wyslouzil, B., Toubin C., Faraday Discuss., 2025, Advanced Article.
Ce colloque est centré sur le développement de méthodes théoriques et numériques et leur application à la résolution de problèmes chimiques complexes. Les approches impliquées dans ces efforts de modélisation sont généralement basées sur la compréhension détaillée des interactions moléculaires, et diverses méthodes sont mises en œuvre selon l’échelle spatiale des interactions considérées. Cette échelle varie selon les domaines d’application : alors que des méthodes de mécanique et de dynamique quantique sont utilisées pour étudier les propriétés de petites molécules, des approximations classiques sont nécessaires pour l’étude atomistique de systèmes macromoléculaires ou assemblages moléculaires tels que les protéines, micelles, vésicules, membranes biologiques et matériaux divers, sans compter sur l’apport récent de l’apprentissage automatique et de l’intelligence artificielle, qui est en train de rapidement accroître leur champ d’application. Grâce à l’essor des capacités de calcul, ces diverses approches théoriques et leur implémentation numérique sont devenues des outils de choix pour élucider un nombre croissant de problèmes divers allant des matériaux de pointe au développement de médicaments pour les maladies infectieuses, en passant par la chimie de l’atmosphère et la catalyse enzymatique. Le but de ce colloque s’inscrit résolument dans la logique multidisciplinaire de la modélisation multi-échelles, et vise à mettre en présence étudiants et chercheurs issus de disciplines combinant sciences informatiques, mathématiques, physique, chimie, biochimie et biologie qui utilisent des supercalculateurs et des modèles issus de la physicochimie moléculaire pour l’étude des problèmes les plus variés. Les intervenants invités sont à la pointe du développement de nouvelles méthodes de simulation et des efforts pour élargir leur domaine d’application.
Thème du colloque :
Date :
8 mai 2025
Titre du colloque :
Responsables :
