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THEORIE DE LA NUCLEATION EN ETAPES MULTIPLES

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Ces dernières années, une combinaison d’expériences, de simulations sur ordinateur et d’investigations théoriques ont montré que la nucléation de certaines classes de matériaux à structure nanométrique tels que les cristaux de protéines et les zéolites à partir d’une solution est un processus complexe impliquant plusieurs étapes dans lesquelles des états métastables intermédiaires jouent un rôle clé. Nos recherches portent sur la description et la compréhension de ce processus et de son rôle dans la croissance ultérieure de la phase ordonnée et ceci au niveau de modèles cinétiques génériques, d’investigations théoriques microscopiques et de simulations sur ordinateur. En particulier, notre travail a contribué à établir que la nucléation en plusieurs étapes est un processus générique se produisant dans de nombreux systèmes incluant les fluides simples. Notre travail a ainsi permis de déterminer les rôles respectifs des interactions à l’échelle microscopique et des contraintes de non-équilibre dans le processus d’auto-assemblage.

Publications choisies

Nucleation theory with two order parameters (density and crystallinity):

Theoretical evidence for a dense fluid precursor to crystallization,
J. F. Lutsko and G. Nicolis, Phys. Rev. Lett. 96, 046102 (2006).

Classical DFT for nucleation pathways:

Theoretical description of the nucleation of vapor bubbles in a superheated fluid,
J. F. Lutsko,Europhys. Lett. 83, 46007 (2008).

Density functional theory of inhomogeneous liquids.
I. The liquid-vapor interface in Lennard-Jones fluids
,
J. F. Lutsko, J. Chem. Phys. 127, 054701 (2007).

Density functional theory of inhomogeneous liquids.
II. A fundamental measure approach
,
J. F. Lutsko, J. Chem. Phys. 128, 184711 (2008).

Density functional theory of inhomogeneous liquids.
III. Liquid-vapor nucleation
,
J. F. Lutsko, J. Chem. Phys. 129, 244501 (2008).