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Simulations de matériaux par dynamique moléculaire : spectres de vibration de zéolithes et polymères
| Auteur / Autrice : | Denis Dumont |
| Direction : | Daniel Bougeard |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Chimie |
| Date : | Soutenance en 1996 |
| Etablissement(s) : | Lille 1 |
Mots clés
Résumé
La spectroscopie de vibration est une méthode puissante d'étude de la structure et de la dynamique des échantillons. Mais l'accès à ces grandeurs est indirect et en général soumis à l'utilisation de techniques de simulation de spectres basées sur des modèles. Ceci est en particulier le cas dans les études de matériaux ou des structures complexes génèrent ordinairement des spectres compliqués. Dans ce travail, les techniques de dynamique moléculaire sont utilisées pour simuler les spectres de vibration de ces systèmes en plus de leurs données structurales. Les spectres infrarouge et Raman sont obtenus à partir respectivement du moment dipolaire et du tenseur de la polarisabilité du système au cours de la simulation. La première partie de cette étude traite des zéolithes constituées de différents empilements de blocs sodalite : les zéolithes y et emt. Les techniques de dynamique moléculaire ont été appliquées dans une deuxième partie à des molécules adsorbées (méthane, éthane, propane, éthène et éthyne) dans le réseau de silicate poreux (silicalite et dodecasil 3c) afin d'étudier l'influence du milieu sur le comportement des molécules et les phénomènes de diffusion. Enfin la dynamique moléculaire a été appliquée à la simulation de spectres de vibration de polymères en chaîne linéaire (polyéthylène, polytétrafluoroéthylène et polydichlorophosphazène). La dynamique moléculaire a montré son efficacité pour reproduire les comportements des matériaux sur des temps aussi courts que ceux des spectres de vibration et sur des temps plus longs correspondant aux phénomènes de diffusion. Cette étude montre que la reproduction de phénomène expérimentaux à différentes échelles de temps est un bon test pour le potentiel permettant en outre d'avoir accès aux processus microscopiques (fluctuation des fenêtres dans les zéolithes, dynamique des cations, diffusion de molécules, conformation des polymères)