Glossaire
Modélisation et simulation moléculaires de polymères

1 - Principes de la simulation moléculaire

• 1.1 - Méthodes ab initio
  Figure 1 - Ajustements de la fonction …
• 1.2 - Méthodes semi-empiriques
• 1.3 - Méthode DFT
• 1.4 - Méthodes empiriques

  • Quiz d'entraînement

2 - Champs de forces

• 2.1 - Expressions du champ de forces
  Figure 2 - Représentation des différents termes intervenant dans l’expression d’un champ de forces Figure 3 - Molécule d’éthane Figure 4 - Courbe d’énergie potentielle en fonction de l’angle dièdre associé à la liaison carbone-carbone centrale de la molécule de butane
• 2.2 - Paramétrisation

  • Quiz d'entraînement
  Figure 5 - Énergie calculée par la méthode Hartree-Fock en utilisant deux bases différentes (STO-3G et 6-31G(d)) en fonction de (r – r 0)2 Figure 6 - Comparaison des ajustements par une fonction harmonique et une fonction quartique

3 - Mécanique moléculaire

• 3.1 - Définition
• 3.2 - Minimisation d’énergie
  Figure 7 - Représentation des minima locaux et du minimum global Figure 8 - Différence entre les extrémums d’une fonction Figure 9 - Graphe 3D de l’énergie en fonction de deux coordonnées, montrant les extremums et les courbures

4 - Dynamique moléculaire

• 4.1 - Définitions
• 4.2 - Choix du pas d’intégration
  Figure 10 - Représentation inspirée du saut de Muybridge
• 4.3 - Conditions périodiques aux limites
  Figure 11 - Représentation en deux dimensions des conditions périodiques aux limites Figure 12 - Symbolisation de la convention d’image minimale
• 4.4 - Troncatures
• 4.5 - Quelques notions de physique statistique

  • Quiz d'entraînement
  Figure 13 - Représentation de l’espace des phases d’un ressort Figure 14 - Futur lecteur des Techniques de l’Ingénieur appliquant un principe classique pour déterminer la température d’un étang Figure 15 - Représentation schématique d’une partie de l’espace des phases

5 - Simulation moléculaire des polymères

• 5.1 - Chaîne isolée
• 5.2 - Phase amorphe

  • Quiz d'entraînement
  Figure 16 - Représentation en deux dimensions des conditions périodiques aux limites dans le cas des polymères Figure 17 - Vue en perspective d’une chaîne de polyimide au sein de la cellule représentative de la phase amorphe du polymère Figure 18 - Deux cellules représentant la phase amorphe d’un polymère, révélant le caractère anisotrope Figure 19 - Schématisation de la compression de la cellule amorphe pour rechercher l’équilibre mécanique, position ➂

6 - Analyse des résultats

• 6.1 - Propriétés dynamiques
• 6.2 - Limitations

7 - Applications

• 7.1 - Cas d’école de la conception d’un nouveau polymère
• 7.2 - Miscibilité de polymères
• 7.3 - Température de transition vitreuse
  Figure 20 - Graphe du volume spécifique simulé en fonction de la température pour les deux chaînes de PMMA de tacticité différente Figure 21 - Application de l’équation Williams-Landel-Ferry (WLF) Figure 22 - Dilatométrie simulée du PE et variation de la capacité calorifique à volume constant
• 7.4 - Propriétés mécaniques
• 7.5 - Température de fusion
  Figure 23 - Énergie de van der Waals, capacité calorifique à volume constant, et pourcentage de torsions dans l’état trans, pour un nanocristal de chaînes alcanes, en fonction de la température
• 7.6 - Diffusion
• 7.7 - Spectres d’absorption infrarouge
• 7.8 - Temps de relaxation

  • Quiz d'entraînement
  Figure 24 - Schéma du PMMA avec la présentation des deux vecteurs qui ont servi au calcul des fonctions d’orientation

8 - Conclusion

9 - Glossaire