Etude et comparaison de moteurs moléculaires artificiels par simulation numérique - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2019

Study and comparison of artificial molecular motors by numerical simulation.

Etude et comparaison de moteurs moléculaires artificiels par simulation numérique

Résumé

The nanometric field raises a lot of questions. One of them concerns molecular motors. Is it possible to design a device capable of moving itself inside an environment ? If so how can we characterise its motion ? Does it influence the environment ? Does the environment influence the motor’s motion ? We took an interest here to the study of several parameters such as the ratio of the motor’s relative length to the environment’s molecule length, the ratio of the motor’s relative mass to the environment’s molecule mass, the motor’s folding frequency, thetemperature’s influence, the motor’s orientation, the different time configurations. We showed that the motor’s relative length ratio to the environment’s molecule length, as well as the motor’s relative mass ratio to the environment’s molecule mass, have an influence on the motor’s displacement. Every motor presenting one hinge, is subject to the scallop theorem introduced by E.M. Purcell. We found a way to break this theorem by playing on the motor’s folding frequency. Then we altered our motor in order for it to possess to hinges. We studied the effect of different time configuration on the motor’s displacement. Finally we wanted to give a privileged direction to our motor by submitting it to an electrical field.
Le domaine nanométrique présente et soulève beaucoup de questions. Une d’entre elles concerne les moteurs moléculaires. Est-il possible de concevoir un système pouvant se déplacer au sein d’un milieu ? Si oui comment caractériser son déplacement ? Le déplacement a-t-il une influence sur le milieu ? Le milieu influence-t-il le déplacement du moteur ? Nous nous sommes intéressés ici à l’étude de plusieurs paramètres tels que la taille relative du moteur par rapport à la taille des molécules constituant l’environnement, la masse relative du moteur par rapport à la masse des molécules constituant l’environnement, la vitesse des battements du moteur, l’influence de la température,l’orientation du moteur, les configurations temporelles possibles.Nous avons montré que le ratio de masse relative au moteur et des molécules du milieu, tout comme le ratio des tailles, influencent le déplacement du moteur. Tout moteur avec une seule charnière est soumis au scallop theorem énoncé par E.M. Purcell.Nous avons trouvé un moyen de briser ce théorème en jouant sur la vitesse des battements du moteur.Nous avons ensuite modifié notre moteur pour qu’il possède deux charnières. Nous avons de nouveau étudié l’effet des différentes configurations temporelles possible sur le déplacement du moteur.Pour finir nous avons voulu donner une direction privilégié à notre moteur en le soumettant à un champ électrique.
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Dates et versions

tel-02500001 , version 1 (05-03-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02500001 , version 1

Citer

Gabriel Rajonson. Etude et comparaison de moteurs moléculaires artificiels par simulation numérique. Physique [physics]. Université d'Angers, 2019. Français. ⟨NNT : 2019ANGE0029⟩. ⟨tel-02500001⟩
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