La formation par la recherche

Depuis  déjà  quelques  années  l’UFR  SPM  permet  à  des  étudiants  de  L1  &  L2  PCSTM  de faire un  stage  d’initiation à    la  recherche en  intégrant un  laboratoire de recherche. L’objectif est de permettre aux étudiants d’avoir une première vision de ce qu’est la recherche,  d’affiner  leur  projet  professionnel  mais  aussi  mettre  en  application  les connaissances acquises en L1 et L2 à des problématiques en lien avec des projets de recherche.

C’est ainsi que deux étudiants de L2 PCSTM (X. Davoy et E. Arche respectivement en L3 physique et en première année à l’INSA) et un étudiant de M1 Physique médical (H.R. D’Oliveira) ont eu l’occasion de faire un stage à l’Institut de Physique de Rennes (IPR) au sein  du  département  Matériaux  &  Nanosciences.  L’objectif  de  ce  travail  de  groupe consistait en l’évaluation des propriétés interfaciales de gaz tels que le méthane dans le cadre d’un projet lié à la capture de gaz à effet de serre.  Durant ce stage les étudiants se sont  initiés  à  la  simulation  moléculaire,  la  programmation  ainsi  que  la  physique statistique.  Leurs travaux a permis la publication d’un article dans Journal of Chemical Physics [1].

La tension de surface du méthane sur une monocouche de graphène (voir la Figure ci-­‐ dessous) a donc été prédite par des techniques de simulations moléculaires. Pour cela, le méthane (CH4) a été modélisé en considérant le modèle plus utilisé dans la littérature (modèle de l’atome unifié ou « united atoms »). De manière non attendue,  Il a été mis en évidence de grandes fluctuations de la tension de surface en fonction de la taille du système. En combinant des analyses structurales et dynamiques (programmes écrits par les  trois  étudiants)  nous  avons  montré  que  ces  fluctuations  étaient  dues  à  un phénomène de commensurabilité entre le graphène et le méthane causé essentiellement par le modèle utilisé. En utilisant un modèle explicite (« all atoms »), ces fluctuations ont été effacées.

Ce travail a permis d’attirer l’attention de la communauté sur le fait que certains modèles  usuels ne  peuvent  pas  être  transférables  lorsque  des  interfaces  solide-­‐liquide sont considérées.

[1] H.D. d’Oliveira, X. Davoy, E. Arche, P. Malfreyt and A.Ghoufi, Test-­‐Area surface tension  calculation of the graphene-­‐methane interface : Fluctuations and commensurability, J. Chem. Phys., 146 (21), 214112.

 

Lien vers l’actualité : http://scitation.aip.org/content/aip/journal/jcp/146/21/10.1063/1.4984577

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