Molecular basis of thermophoresis ; Les bases moléculaires de la thermophorèse

La thermophorèse ou thermodiffusion est un processus thermique par lequel la composition d’un mélange devient inhomogène sous l'effet d'un gradient de température, ce phénomène est connu sous le nom d'effet Soret. La nature de la thermophorèse n'est pas encore complètement comprise et reste très débattue, par contre est un phénomène assez présent dans la nature. Un cadre de recherche important où la thermophorèse avec la convection thermique pourrait expliquer l'accumulation de précurseurs dans des conditions prébiotiques, un processus crucial pour l'émergence de la vie en l'absence de toute compartimentation.L'objectif principal de ce projet est de comprendre les bases moléculaires de la thermophorèse dans les solutions aqueuses diluées. La thermophorèse est par essence un phénomène de non-équilibre, et certaines théories moléculaires se sont concentrées sur l'interprétation des gradients de concentration observés en termes de coefficients de transport. Néanmoins, expériences récentes ont suggéré que la thermophorèse en conditions d’état stationnaire peut-être comprise en prenant des considérations thermodynamiques dans équilibre.Les simulations dans le cadre de dynamique moléculaire sont un outil idéal pour déchiffrer ces questions sur de petits systèmes modèles. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux petites molécules amphiphiles dans l'eau, qui englobent les caractéristiques moléculaires de base des solutés avec des parties hydrophiles et hydrophobes. Tout d'abord, nous avons proposé une approche de dynamique moléculaire robuste et fiable pour simuler la thermophorèse dans des solutions diluées réalistes en utilisant des simulations de dynamique moléculaire tout-atome. Ensuite, nous avons recherché des multiples propriétés physiques qui pourraient être corrélées avec le coefficient de Soret (c'est-à-dire l'ampleur du gradient de concentration en réponse à un gradient de température). Finalement, nous avons vérifié la viabilité de ce processus thermique qui pourrait être compris en termes de ...