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Auteur :  Jay , Antoine Mousseau , Normand Salles , Nicolas Gunde , Miha Poberžnik , Matic Brut , Marie Martin-Samos , Layla Richard , Nicolas Hémeryck , Anne Titre :  Caractériser les cinétiques des diffusions atomiques ART : l'explorateur de surfaces d'énergie potentielle , Antoine Jay, Normand Mousseau, Nicolas Salles, [et autres] Notes :  Référence de l'article : re192 Volume : base documentaire : TIP452WEB Date de publication : 10/12/2023 Publié dans : Techniques de l'ingénieur. Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique Autres contributeurs : Miha Gunde, Matic Poberžnik, Marie Brut, Layla Martin-Samos, Nicolas Richard, Anne Hémeryck L'industrie synthétise de plus en plus de nouvelles molécules et de nouveaux matériaux dans le but de découvrir de nouvelles propriétés. En raison de l'augmentation constante de la qualité des produits fabriqués et de la précision requise pour leur élaboration, un nouveau besoin a émergé : celui de contrôler les réactions chimiques au niveau atomique. La thermodynamique des réactions chimiques est entièrement régie par la différence d'enthalpie libre, notée Δ G , entre un état initial stable composé de réactifs et un état final stable composé de produits. La cinétique de la réaction est, quant à elle, déterminée par la barrière d'enthalpie, notée G b , qui doit être franchie pour passer de l'état initial à l'état final, en traversant un état instable connu sous le nom d' état de transition ou point selle . Ainsi, la connaissance de ces énergies tout au long de la réaction chimique revêt une importance cruciale pour maîtriser la chimie moderne et les applications en sciences des matériaux. Cependant, cela représente un défi algorithmique majeur, car l'énergie potentielle E du système physique dépend des positions ( x , y , z ) de l'ensemble des N at atomes qui le composent. L'énergie potentielle est donc une fonction à 3 N at dimensions qui est généralement extrêmement coûteuse à calculer pour un ensemble donné de positions atomiques. La méthodologie la plus précise pour modéliser l'énergie d'un système atomique consiste à utiliser des calculs ab initio , qui tiennent compte de la structure électronique des atomes en résolvant l'hamiltonien du système. Toutefois, déterminer l'énergie d'un système atomique et explorer cette surface d'énergie potentielle avec une telle précision représente un coût élevé en calcul informatique. Il est donc essentiel de disposer d'un algorithme capable d'explorer efficacement la surface d'énergie potentielle à partir d'un état initial en minimisant le nombre de calculs requis. L'objectif de cet article est de présenter la technique d'activation-relaxation (nommée « ARTn » pour activation-relaxation technique nouveau), une méthode extrêmement efficace pour découvrir de manière aveugle les différents états stables et métastables sur une surface d'énergie potentielle de grande dimension, quel que soit le modèle énergétique utilisé, et pour caractériser précisément le point de transition des réactions moléculaires. ARTn a déjà été appliquée avec grand succès à un large éventail de systèmes complexes et peut en principe être utilisée pour n'importe quel système, de l'agrégation des protéines aux réactions de surfaces ou encore à la diffusion dans les matériaux vitreux. Dans la suite de cet article, nous calculerons les surfaces d'énergie potentielle à 0 K et les effets entropiques seront négligés : E = G . Points clés Domaine : ingénierie des matériaux, modélisation prédictive Degré de diffusion de la technologie : maturité Technologies impliquées : logiciels de modélisation et simulation de la structure électronique des matériaux Domaines d'application : sciences des matériaux et chimie moderne Principaux acteurs français : LAAS-CNRS - Pôles de compétitivité : industrie chimique, physique théorique, métallurgie, industrie de la microélectronique - Centres de compétence : ingénierie et nanostructuration des matériaux Autres acteurs dans le monde : université de Montréal, CNR-IOM, CEA Contact : antoine.jay@laas.fr, normand.mousseau@umontreal.ca , anne.hemeryck@laas.fr URL:  https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes-chimie-bio-agro-th2/thermodynamique-et-cinetique-chimique-42323210/caracteriser-les-cinetiques-des-diffusions-atomiques-re192/ https://doi.org/10.51257/a-v1-re192   Exemplaires Pas de données exemplaires

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