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Molecular dynamics using a semiempirical quantum force field : development and applications to systems of biological interest

Résumé : Ce travail est destiné au développement de méthodes approchées de chimie quantique capables de traiter des systèmes biologiques de grande taille. En particulier, nous réalisons des simulations de dynamique moléculaire dans l'approximation de Born-Oppenheimer, permettant une description quantique de l'Hamiltonien électronique du système dans son entier : SEBOMD (SemiEmpirical Born-Oppenheimer Molecular Dynamics). Notre approche se base sur un Hamiltonien électronique semiempirique (SE). L'une des principales difficultés rencontrées lors d'une simulation SEBOMD de la phase condensée est représentée par le choix de la méthode SE. La plupart des méthodes courantes ne permettant pas une bonne description de certaines interactions fondamentales, nous avons développé une nouvelle approche. Cette méthode, dénommée PM3-PIF3, a été appliquée à l'étude par dynamique moléculaire de molécules organiques dans l'eau. Les résultats obtenus montrent que notre méthode est appropriée pour le traitement de molécules comportant des groupements hydrophobes et/ou hydrophiles en milieu aqueux. L'analyse des propriétés électroniques et vibrationnelles de ces molécules en présence du solvant valide également nos résultats vis-à-vis d'autres études expérimentales et théoriques présentes dans la littérature. Finalement, nous nous sommes intéressés au processus d'autoprotolyse de l'eau en milieux confinés. Après avoir discuté du choix de l'Hamiltonien SE à utiliser pour cette étude, nous avons caractérisé le transfert de proton dans un agrégat d'eau. Nous avons établi une corrélation entre l'énergie libre associée à la première étape de ce transfert et certaines propriétés physiques collectives
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Theses
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https://hal.univ-lorraine.fr/tel-01751062
Contributor : Thèses Ul <>
Submitted on : Thursday, March 29, 2018 - 1:04:17 PM
Last modification on : Tuesday, April 10, 2018 - 1:28:06 AM

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DDOC_T_2014_0169_MARION.pdf
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  • HAL Id : tel-01751062, version 1

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Antoine Marion. Molecular dynamics using a semiempirical quantum force field : development and applications to systems of biological interest. Other. Université de Lorraine, 2014. English. ⟨NNT : 2014LORR0169⟩. ⟨tel-01751062⟩

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