Thèse soutenue

Nouvelle approche des interactions électrostatiques aux interfaces métal/liquide et applications pour le couple graphène/eau

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Auteur / Autrice : Anton Robert
Direction : Marie-Laure Bocquet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie physique
Date : Soutenance le 28/09/2022
Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre (Paris ; 2000-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Processus d'activation sélectif par transfert d'énergie uni-électronique ou radiatif (Paris ; 1998-....)
Établissement de préparation de la thèse : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Benjamin Rotenberg
Examinateurs / Examinatrices : Marie-Laure Bocquet, Benjamin Rotenberg, Marie-Pierre Gaigeot, Nicolás Lorente, Benoît Coasne
Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Pierre Gaigeot, Nicolás Lorente

Résumé

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Un cadre théorique est introduit pour aborder les interactions électrostatiques aux interfaces métal/liquide. En adoptant une perspective microscopique, nous déplaçons le problème électrostatique dans la résolution d’une équation intégrale pour la fonction de réponse linéaire du système interfacial. En décrivant les fluctuations et la réponse diélectrique du liquide dans le formalisme de la théorie quantique des champs, nous héritons de nouveaux concepts pour aborder les interactions collectives en champ moyen. La précision et la versatilité de notre approche nous permettent de décrire des interfaces carbonées en considérant la spécificité de leurs structures de bandes électroniques. Cette méthode est ensuite mise en pratique pour étudier le potentiel de force moyenne d’un ion solvaté près d’une surface de graphène, la largeur de la bande électronique interdite d’un nanotube solvaté, l’interaction de van der Waals entre du graphène et de l’eau, et des coefficients de friction solide/liquide. La validité des hypothèses classiques concernant le découplage des temps et longueurs caractéristiques aux interfaces métal/liquide, peut être systématiquement évaluée.