Système de trois NPs

Les figures 4.11 et 4.12 montrent les différents systèmes NPs / AzBT construits. Cette fois-ci, nous avons fait le choix de simuler un ensemble de trois NPs en interaction (au lieu de deux dans les simulations précédentes) afin de modéliser au mieux l’environnement dans lequel évoluent les molécules d’AzBT. Deux formes de NPs ont été sélectionnées, la forme icosaèdre et la forme octaèdre, et ceci afin de représenter le plus fidèlement possible la forme plausible de NPs d’Au à cette échelle. Un total de 429 et 1698 molécules ont été greffées sur les NPs ayant la forme d’icosaèdre et d’octaèdre respectivement. Tout comme précédemment, la totalité des structures d’Au n’a pas été simulée, seules les surfaces en interactions ont été conservées. A noter que, ces NPs ont été orientées de manière arbitraire l’une par rapport à l’autre. Dans le cas des icosaèdres, l’interface entre deux NPs n’étant pas parallèle, plusieurs distances interparticules peuvent correspondre avec la distance expérimentale de 4,5 nm. Dans les simulations, nous avons essayé cette distance comme étant à la fois la plus petite, la plus grande, voire intermédiaire entre NPs.

Figure 4.11 –Représentation graphique du système de trois NPs d’Au sous forme d’icosaèdre fonctionnalisés par la molécule AzBT en interaction. Les sphères représentent les atomes d’Au

de surface. Les molécules ont été représentées sous forme de bâton de couleur différentes suivant la NP sur laquelle elles sont greffées. (a) Vue de dessus. (b) Vue de côté. Les lignes

numérotées (1), (2) et (3) sur la figure (b) montrent les différentes positions auxquelles les distances entre NPs ont été mesurées.

Chapitre 4 : Auto-assemblage de NPs enrobées de molécules

4.1 Auto-assemblage de NPs enrobées par AzBT

Figure 4.12 – Représentation graphique du système de trois NPs d’Au sous forme d’octaèdre fonctionnalisés par la molécule AzBT en interaction. Les sphères représentent les atomes d’Au

de surface. Les molécules ont été représentées sous forme de bâton de couleur différentes suivant la NP sur laquelle elles sont greffées. (a) Vue de dessus. (b) Vue de côté.

Stabilité des jonctions AzBT-NPs pour des icosaèdres

Nous avons effectué des simulations pour : (1) distance NP-NP mesurée aux arrêtes (voir figure 4.11 (b)) égale à 4,5 nm ; (2) même distance NP-NP, mais mesurée au centre ; (3) même distance NP-NP, mais mesurée aux arrêtes les plus éloignées. Et ceci pour les deux configurations Cis et Trans des deux molécules, ce qui fait six simulations différentes à chaque température.

Les simulations effectuées pour le cas (1) en forme Cis montrent une séparation nette entre les surfaces de NPs, même à faible température. Ce cas (1) n’a donc pas donné lieu à d’analyse ultérieure pour les deux conformations Cis et Trans. La figure 4.13 nous montre la configuration finale des quatre autres systèmes simulés. Pour chacun d’entre-eux, le calcul de l’angle moyen entre fonctions azobenzène a été effectué (figure 4.14). On observe toujours la même différence entre la forme Trans et Cis de la molécule, avec une valeur de l’angle légèrement plus élevée pour la forme Cis (59◦ contre 54◦ pour la forme Trans). On constate également que la distance entre NPs n’influence pas de manière significative la valeur de cet angle.

Chapitre 4 : Auto-assemblage de NPs enrobées de molécules

4.1 Auto-assemblage de NPs enrobées par AzBT

Figure 4.13 – Configuration après 2 ns de simulation par DM pour les quatre systèmes étudiés (cas (2) et (3), voir texte). Nous pouvons voir qu’à la fois, la surface de contact et l’interdigitation des molécules est plus importante dans le cas de la forme Trans de la molécule.

effectuée. La figure 4.15 nous montre l’évolution du nombre total de molécules interdigitées dans l’ensemble du système, en fonction de la température, pour les quatre configurations. Dans tous les cas, l’interdigitation diminue avec l’augmentation de la température, ce qui s’explique par la plus grande liberté de mouvement des molécules. On observe également qu’à distance équivalente entre NPs, le nombre de molécules interdigitées est supérieur pour la forme Trans, ce qui s’explique à la fois par la longueur de la molécule un peu plus grande, qui permet d’augmenter les interactions entre molécules ; mais aussi par le plus faible encombrement pris par cette configuration, qui là encore favorise le rapprochement des molécules et donc leurs interactions.

Chapitre 4 : Auto-assemblage de NPs enrobées de molécules

4.1 Auto-assemblage de NPs enrobées par AzBT

Figure 4.14 – Graphe représentant l’évolution de l’angle moyen entre les fonctions azobenzène durant une simulation en DM de 2 ns à 300K. Les courbes rouge (Cis2) et bleue

(Trans2) correspondent aux systèmes où la distance de 4,5 nm est la distance intermédiaire entre NPs. Les courbes verte (Cis3) et rose (Trans3) correspondent quant à elles, à une distance

maximale de 4,5 nm entre NPs.

Figure 4.15 – Graphe représentant l’évolution du nombre moyen de molécules interdigitées en fonction de la température pour les quatre différents systèmes simulés. Ce résultat tend à

Chapitre 4 : Auto-assemblage de NPs enrobées de molécules

4.1 Auto-assemblage de NPs enrobées par AzBT

Stabilité des jonctions AzBT-NPs pour des octaèdres

A l’heure de l’écriture de ce rapport, les simulations sont en cours. Les premiers résul- tats obtenus pour une température de 50K, nous donne un angle moyen plus faible dans les deux cas. On obtient une valeur de 47◦ et 56◦ pour les formes Trans et Cis respecti- vement. L’interdigitation des molécules est faible dans les deux cas, avec un nombre de molécules interdigitées de 107 et 24 pour respectivement les formes Trans et Cis.