Les équipes française et allemande, respectivement dirigées par Aurélien Perera du Laboratoire de Physique Théorique de la Matière Condensée (LPTMC), Unité Mixte de Recherche de Sorbonne Université et du CNRS, et Christian Sternemann de la faculté de physique de l’université technique de Dortmund, ont participé au programme PHC – Procope en 2021 et 2022. Leur projet commun s’intitulait « Ordre supramoléculaire dans les liquides complexes : expérience et théorie ».

Leur projet de recherche dans le cadre du PHC – PROCOPE

Leur projet portait sur l’établissement d’une relation cohérente entre l’observation expérimentale et la description théorique de l’ordre supramoléculaire dans les liquides complexes, afin de mieux en comprendre l’origine microscopique et ses mécanismes. Pour ce faire, les chercheurs allemands ont recouru à des méthodes de diffusion des rayons X alors que les chercheurs français apportaient leurs connaissances de théorie statistique des liquides et de dynamique moléculaire. Ensemble, ils ont pu ainsi étudier la formation d’ordre supramoléculaire dans les liquides et mélanges à liaison hydrogène.

Les chercheurs ont étudié différentes molécules : les alcools primaires et leurs variantes avec branchement de queues alkyles, des mélanges aqueux de l’octanol et ses variantes branchées avec l’eau aux petites concentrations, ainsi que certaines amines. En reliant les résultats expérimentaux et les simulations, ces études ont permis d’expliquer les processus présidant à l’apparition de formes d’auto assemblage en phase liquide en mettant notamment en évidence des agrégats de molécules d’alcools. Les chercheurs ont également pu ainsi comprendre les processus moléculaires complexes, conduisant à l’apparition des pré-pics de diffusion des rayons X aux petites fréquences spatiales.

Les résultats brillants obtenus dans le cadre de cette collaboration ont débouché sur la rédaction de quatre articles, dont deux sont d’ores et déjà publiés[1][2] et deux autres sont encore en préparation[3][4]. Ces résultats ont également été présentés lors de colloques internationaux.

Dans le cadre de cette collaboration scientifique franco-allemande, deux thèses ont été construites : la thèse de doctorat de Mme Jennifer Bolle, soutenue à Dortmund en 2021, et la thèse de doctorat d’Ivo Jukic, dont la soutenance est prévue pour le 8 septembre 2023 à Paris. Cela correspond justement à l’ambition du programme Procope : favoriser la participation active de jeunes chercheurs et chercheuses, en particulier doctorants ou post-doctorants.

Le programme Procope a également vocation à ouvrir les laboratoires de recherche vers d’autres partenaires européens ou internationaux. Le projet, co-dirigé par Aurélien Perera et Christian Sternemann, a justement donné lieu à une telle ouverture à l’international : une grande partie de leur projet a été mené en collaboration étroite avec Mme Martina Pozar, membre du Département de Physique de l’Université de Split en Croatie grâce au PHC franco-croate COGITO.

A propos du PHC Procope

Procope est le Partenariat Hubert Curien (PHC) franco-allemand. Il est mis en œuvre en France par le Ministère de l’Europe et des Affaires étrangères (MEAE) et le Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (MESR), et en Allemagne par le Deutscher Akademischer Austausch dienst (DAAD).

L’objectif de ce programme est de développer les échanges scientifiques et technologiques d’excellence entre les laboratoires de recherche français et allemands en favorisant les nouvelles coopérations et la participation de jeunes chercheurs et doctorants. Les appels à candidature de ce programme sont lancés sur un rythme annuel.

Vous trouverez de plus amples informations sur le PHC PROCOPE ainsi que sur les autres programmes pour le développement de la coopération scientifique franco-allemande sur le site du Service pour la Science et la Technologie de l’ambassade de France : https://www.science-allemagne.fr/appel-a-projets-procope/

Références :

[1] On the X-ray scattering pre-peak of linear mono-ols and the related micro-structure

from computer simulations, Martina Požar, Jennifer Bolle, Christian Sternemann and Aurélien Perera

The Journal of Physical Chemistry B 124, 8358 (2020)

[2] Isomeric effects in structure formation and dielectric dynamics of n-octanols, Jennifer Bolle, Peter Bierwirth, Martina Poz̆ar, Aurélien Perera, Michael Paulus, Christian Albers,

Susanne Dogan, Mirko Elbers, Robin Sakrowski, Göran Surmeier, Roland Böhmer, Metin Tolan,

and Christian Sternemann, Phys. Chem. Chem. Phys. 23, 24211 (2021)

[3] Octanol-rich aqueous n-octanol mixtures: X-ray scattering and computer simulation studies, Martina Poz̆ar, Jennifer Bolle, Susanne Dogan-Surmeier, Eric Schneider , Michael Paulus , Christian Sternemann and Aurélien Perera

[4] Infuence of alkyl tail branching on hydroxyl group chain formation: a new paradigm for the coil-globule transition in the context of self-assembly in alcohol mixtures, Martina Poz̆ar, Jennifer Bolle, Christian Sternemann and Aurélien Perera