C’est ainsi que trois étudiants, X. Davoy, E. Arche et H.R. d’Oliveira ont eu l’occasion de faire un stage à l’Institut de Physique de Rennes au sein du département matériaux et nanosciences. L’objectif de ce travail de groupe consistait en l’évaluation des propriétés inter faciales 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, à la programmation ainsi qu’à la physique statistique.
Leurs travaux ont permis la publication d’un article dans Journal of chemical Physics (1).
La tension de surface du méthane sur une monocouche de graphène a donc été prédite par des techniques de simulations moléculaires. Pour cela, le méthane (CH4) a été modélisé en considérant le modèle le 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.
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.
