Simulations des interfaces solide/liquide à partir de la dynamique moléculaire classique et ab initio

Cette thèse explore le transport thermique et les phénomènes de mouillage aux interfaces solide–liquide dans les systèmes à l’échelle nanométrique à travers un cadre de modélisation multi-échelle, en mettant principalement l’accent sur les simulations de dynamique moléculaire classique. La dynamique moléculaire est utilisée pour examiner comment la mouillabilité de surface, les interfaces liquide–vapeur et la courbure interfaciale influencent la conductivité thermique, le couplage des modes vibrationnels et l’hystérèse de l’angle de contact, conduisant à un modèle prédictif de la dynamique des gouttelettes. Des calculs ab initio complémentaires ainsi que des champs de forces issus de l’apprentissage automatique apportent un éclairage sur les mécanismes atomiques qui régissent l’énergie de surface, les liaisons hydrogène et l’organisation atomique locale des surfaces de silice fonctionnalisée. L’étude met en évidence comment la fonctionnalisation chimique et la géométrie à l’échelle nanométrique peuvent être ajustées afin d’optimiser le transfert de chaleur interfacial et les propriétés de mouillage. Dans leur ensemble, ces résultats approfondissent la compréhension des interactions solide–liquide et ouvrent la voie à des avancées dans les domaines de la conversion énergétique, de la microélectronique et des dispositifs nanofluidiques.