Missions

Ce projet postdoctoral d’un an vise à utiliser des méthodes de simulation atomique multi-échelles pour comprendre et prédire l’adsorption, l’auto-assemblage et le comportement protecteur des carbènes N-hétérocycliques (NHC) sur des surfaces métalliques et oxydées. Les NHC constituent des molécules prometteuses pour la protection contre la corrosion, mais les mécanismes microscopiques gouvernant leur force d’adsorption, la formation de monocouches, leur stabilité thermique et leur réponse aux ions corrosifs restent encore mal compris.
Le projet combinera la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), des simulations moléculaires et le développement de champs de force fondés sur l’apprentissage automatique (ML-FF) afin d’identifier les facteurs qui contrôlent les interactions NHC–surface et de modéliser des environnements réalistes intégrant les effets du solvant, les fluctuations thermiques et la pénétration d’espèces telles que les ions chlorure.

Activités

Dans un premier temps, des calculs DFT permettront de caractériser les géométries d’adsorption, les énergies associées, ainsi que les tendances de réactivité de surface pour différents métaux et leurs oxydes. Ces données serviront à construire un champ de force basé sur l’apprentissage automatique, spécifiquement adapté aux systèmes NHC–surface, permettant de réaliser des simulations de dynamique moléculaire à grande échelle de monocouches auto-assemblées (SAMs).
Ce champ de force ML-FF permettra d’explorer la formation des monocouches, leur densité, leur ordre, la présence de défauts et les mécanismes de dégradation dans des conditions opérationnelles. Un volet essentiel du projet consistera à examiner systématiquement l’influence des substituants latéraux (« wingtip substituents ») sur la formation des SAMs de NHC, afin d’évaluer comment les variations stériques et électroniques influencent la force d’adsorption, la densité et l’ordre des monocouches, ainsi que leurs performances globales comme barrières anticorrosion.
Le résultat final sera un cadre prédictif et des lignes directrices pour concevoir des revêtements protecteurs robustes à base de NHC.

Compétences

Le candidat devra être titulaire d’un doctorat en chimie théorique ou computationnelle, en science des matériaux ou dans un domaine étroitement lié, avec une solide expérience en calculs DFT (de préférence sur systèmes périodiques) et une bonne connaissance de la science des surfaces. Une expérience en simulations de dynamique moléculaire et une familiarité, même de base, avec les approches d’apprentissage automatique appliquées à la modélisation atomistique seraient fortement appréciées. Des compétences en Python et une expérience des environnements de calcul scientifique (Linux, calcul intensif/HPC) sont également souhaitées.
Des connaissances en phénomènes d’adsorption, catalyse ou science de la corrosion constituent un atout supplémentaire, tout comme de bonnes capacités de communication et une aptitude à travailler dans un environnement interdisciplinaire.

Contexte de travail

Ce postdoctorat, financé par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR – UniLAP), s’intègre dans un projet combinant approches expérimentale et théorique. Les activités de recherche se dérouleront principalement au sein de l’équipe de Physico-chimie des surfaces de l’Institut de Recherche de Chimie Paris. Le chercheur travaillera en étroite collaboration avec les partenaires du projet (L. Fensterbank, Collège de France ; F. Ribot, Sorbonne Université ; et B. Laïk, UPEC).