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SUMMARY:Modeling photonastic materials: from the molecular to the supramolecular scale
DESCRIPTION:Titre :\nModeling photonastic materials: from the molecular to the supramolecular scale\nDir. thèse : Aurélie Perrier\nRésumé :\nLes matériaux photonastiques convertissent la lumière en énergie mécanique, imitant la façon dont certaines fleurs et plantes répondent à un stimulus lumineux. Ce travail se concentre sur les photoactionneurs à base de polymères avec des applications potentielles en microfluidique, biomédecine, robotique douce et moteurs pilotés par la lumière. Notre but est d’utiliser les approches de chimie « computationnelle » afin de comprendre et optimiser les propriétés de ces matériaux. Ainsi, dans le cadre d’une étude de simulation multi-échelle, nous étudions une couche mince de polymère contenant des molécules photoactives, en particulier des photochromes. Notre modèle repose sur des molécules dérivées de l’azobenzène (AZ), intégrées dans une matrice de polybutadiène (PB), que nous étudions par des simulations de dynamique moléculaire (MD).\nNotre objectif initial est d’examiner l’influence mutuelle entre l’AZ et la matrice polymère. Pour cela, nous avons développé une stratégie de simulation qui couple la réaction photochimique avec la relaxation intramoléculaire des chaînes de polymère. Pour ce faire, la photoréaction est simulée en changeant de surfaces d’énergie potentielle depuis l’état fondamental vers l’état excité de l’AZ, ce qui permet au polymère de se réarranger dynamiquement en réponse à la réaction induite par la lumière.\nEn outre, pour déterminer l’impact de la photoréaction sur la matrice, on analyse plusieurs paramètres, notamment les variations de pression autour de l’AZ, les déplacements atomiques et les relations géométriques entre les atomes d’AZ et de PB afin de comprendre leurs interactions locales. Pour mieux comprendre les impacts de la matrice sur la photoréaction et de la photoréaction sur la matrice, le modèle est appliqué aux systèmes avec des interactions AZ-PB d’intensités variables – forces de Van der Waals, liaisons hydrogène et liaisons covalentes.\nEnfin, les propriétés macroscopiques, telles que la variation de densité due à la photo-isomérisation et le module viscoélastique, sont étudiées par la modélisation de systèmes multiphotochromes. Ces études permettent de comprendre comment le comportement collectif des molécules photoactives et le rapport PB/polymère influencent la réponse mécanique du matériau.\n
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ORGANIZER;CN=Marta Serrano Martínez:MAILTO:
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