Atomistic Insights into Contaminant Outgassing and Deposition in Polymer-Based Satellite Materials Using Advanced Molecular Simulations // Compréhension atomistique sur le dégazage et le dépôt de contaminants dans les matériaux polymères des satellites à

Nous recherchons un candidat pour une thèse de doctorat axée sur la compréhension des mécanismes microscopiques du processus de dégazage dans les polymères en environnement spatial.
Exposés à l'environnement spatial, de nombreux matériaux, tels que les polymères constituant les satellites, libèrent des molécules par dégazage, désignées comme contaminants. Ces contaminants peuvent être transportés sous forme de gouttelettes ou de clusters, puis se recondensent en formant des gouttelettes ou des films mouillants selon leurs propriétés de mouillage sur les surfaces sensibles du satellite, modifiant ainsi de manière significative leurs propriétés physiques. Les principales conséquences de cette contamination incluent la perte de transmittance des instruments optiques, une diminution de la puissance des panneaux solaires et des modifications du coefficient d'absorption des revêtements thermiques.
L'objectif de ce travail est d'étudier ces phénomènes à l'échelle microscopique afin de mieux les comprendre et les prédire. Plus précisément, deux phénomènes seront examinés :
i) Les processus de dégazage des molécules contaminants piégées dans la matrice polymère et interagissant par des forces physiques (interactions de van der Waals et interactions électrostatiques), y compris leur transport et leur dynamique depuis le volume vers la phase gazeuse à travers l'interface polymère/gaz. ii) Les interactions entre le dépôt de contaminants et le polymère sous forme de gouttelettes ou de films.
À ce jour, aucun travail n'a abordé cette problématique à l'échelle atomistique. L'objectif est d'améliorer notre compréhension atomistique de ces phénomènes afin de mieux les prédire et les maîtriser.
De nos jours, la simulation moléculaire est devenue un outil puissant pour étudier les propriétés physiques de la matière condensée à l'échelle microscopique. Ce projet de thèse vise à utiliser des outils avancés de simulation moléculaire (dynamique moléculaire (MD), simulations de Monte Carlo, MD osmotique et simulations mésoscopiques) pour étudier le nanoconfinement des molécules piégées dans les structures polymères, les processus de dégazage et les interactions entre les surfaces polymères et les dépôts de contaminants.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

We are looking for a candidate for a PhD thesis focused on understanding the microscopic mechanisms of the degassing process in polymers in a space environment.

Exposed to the space environment, many of the materials, such as polymers, that make up satellites release molecules through outgassing, known as contaminants. These contaminants can be transported in droplet and cluster form, then recondense by forming droplets or wetting films according to the wetting properties on sensitive surfaces of the satellite, significantly altering their physical properties. The main consequences of this contamination include the loss of transmittance in optical instruments, a decrease in the output power of solar panels, and changes in the absorptivity coefficient of thermal coatings. The objective of this work is to study these phenomena at the microscopic scale to better understand and predict them. Specifically, two phenomena will be examined: i) the outgassing processes of contaminant molecules trapped in the polymer matrix and interacting through physical forces (van der Waals and electrostatic interactions), including their transport/dynamics from the bulk to the gas phase through the polymer/gas interface, and ii) the interactions between contaminant deposition and the polymer in their droplet or film form. To date no work have been tackled this problematic at the atomistic scale. The objective is to improve our atomistic understanding of these phenomena in order to predict and control them.
Nowadays, molecular simulation has become a powerful method for understanding the physical properties of condensed matter at the microscopic scale. The aim of this thesis project is to use advanced molecular simulation tools (molecular dynamics (MD), Monte Carlo, osmotic MD, and coarse-grained simulations) to investigate the nanoconfinement of trapped molecules within polymeric frameworks, outgassing processes, and the interactions between polymer surfaces and contaminant deposition

We emphasize the importance of a strong application, requiring excellent academic results. The candidate selection will likely take place through a competitive process at the SIE doctoral school at Paris-Est Val de Marne University.

Applicants should have a master in physics, chemistry or materials science with strong background in physics, physical chemistry, chemical physics. They should demonstrate an interest in numerical/theoretical work, programming, molecular simulation, Monte Carlo method or statistical physics.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://sites.google.com/view/aziz-ghoufi/jobs-opportunities

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Paris-Est Créteil Val de Marne

531 SIE - Sciences, Ingénierie et Environnement

Les candidats doivent être titulaires d'un master en physique, chimie ou science des matériaux avec une solide formation en physique, chimie physique ou physique chimique. Ils doivent démontrer un intérêt pour les travaux numériques/théoriques, la programmation, la simulation moléculaire, la méthode de Monte Carlo ou la physique statistique.
Applicants should have a master in physics, chemistry or materials science with strong background in physics, physical chemistry, chemical physics. They should demonstrate an interest in numerical/theoretical work, programming, molecular simulation, Monte Carlo method or statistical physics.