Phénomènes d'adsorption sur des matériaux polymères : théorie, expérience et simulation moléculaire // Adsorption phenomena on polymer materials: theory, experiment, and molecular simulation

Le projet de thèse vise à examiner les phénomènes de physisorption de molécules d'intérêt biologique sur des surfaces polymères. Cette étude reposera sur des mesures de grandeurs thermodynamiques d'adsorption, lesquelles seront utilisées pour valider les modèles moléculaires employés dans les simulations. La théorie permettra d'établir un lien entre les expériences numériques de calcul du potentiel de forces moyennes et les données issues de la calorimétrie. Le couplage entre expériences et simulation moléculaire facilitera l'exploration de la relation structure-propriété, un paramètre déterminant dans l'adsorption. Une approche microscopique de l'adsorption permettra de caractériser l'interface surface-adsorbat en termes d'arrangements moléculaires, d'orientation, de déshydratation de l'adsorbat et de désorption du solvant. Une fois les grandeurs expérimentales reproduites, les simulations seront employées pour prédire l'adsorption à différentes températures, par exemple. Les adsorbats pourront être des principes actifs de taille raisonnable, allant jusqu'à des protéines, voire des virus. En fonction de la taille de l'adsorbat, différents modèles pourront être utilisés, qu'il s'agisse de modèles moléculaires ou de modèles à gros grains.
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This PhD project aims to investigate the physisorption phenomena of biologically relevant molecules on polymer surfaces. The study will rely on measurements of thermodynamic adsorption quantities, which will be used to validate the molecular models employed in simulations. Theory will establish a link between numerical experiments involving mean force potential calculations and data obtained from calorimetry.
The coupling of experiments and molecular simulations will facilitate the exploration of the structure-property relationship, a key parameter in adsorption. A microscopic approach to adsorption will allow characterization of the surface-adsorbate interface in terms of molecular arrangements, orientation, adsorbate dehydration, and solvent desorption.
Once experimental quantities are reproduced, simulations will be used to predict adsorption at different temperatures, for example. The adsorbates could range from reasonably sized active pharmaceutical ingredients to proteins or even viruses. Depending on the size of the adsorbate, different models may be used, whether molecular models or coarse-grained models.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université Clermont Auvergne

178 Sciences Fondamentales

- Connaissances en simulation de dynamique moléculaire, avec une connaissance potentielle des logiciels couramment utilisés (GROMACS, AMBER, NAMD, LAMMPS). - Compétences et motivation pour la programmation (Python, R, C, Fortran) et en scripting pour l'analyse de données de simulation. - Capacité à travailler de manière indépendante et en équipe. - Excellentes compétences en communication écrite et orale (en français et en anglais).
- Knowledge of molecular dynamics simulation, with potential knowledge of commonly used software (GROMACS, AMBER, NAMD, LAMMPS). - Skills and motivation for programming (Python, R, C, Fortran) and scripting for simulation data analysis. - Ability to work independently and as part of a team. - Excellent written and oral communication skills (in French and English).