Water and hydrogen-bond dynamics in aqueous systems : from bulk to biomolecular environments

• Auteur / Autrice : Guillaume Stirnemann
• Direction : Damien Laage
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique et Chimie Analytique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie infrarouge

Dynamique moléculaire

Liaisons hydrogène

Résumé

Des aspects clés de la dynamique de réorientation de l'eau ont été étudiés à l'aide de simulations numériques et de modles analytiques, en forte connexion avec les résultats expérimentaux. Ce travail porte essentiellement sur le mécanisme moléculaire de la réorientation, qui implique des sauts angulaires de grande amplitude permettant l'échange de partenaires de liaisons hydrogènes. Ainsi, dans le cas du bulk, j'ai pu éclaircir quelques aspects fondamentaux de la dépendance en température de la réorientation, et ai proposé une interprétation de résultats expérimentaux récents de spectroscopie non linéaire. Par ailleurs, j'ai rationalisé l'effet de solutés très variés, comme des hydrophobes, des amphiphiles, et des surfaces étendues, sur la dynamique de l'eau. J'ai montré que la réorientation de l'eau n'est que faiblement ralentie par la présence de groupes hydrophobes, alors que les groupes hydrophiles peuvent avoir un effet bien plus important sur la dynamique. Ceci forme donc un cadre unique pour comprendre ultérieurement la dynamique de l'eau dans des systèmes plus complexes, en particulier les milieux biologiques.