Publié le 8 avril 2019 Mis à jour le 8 avril 2019

Une nouvelle approche théorique permet de modéliser le processus de cristallisation, un processus rare et difficile à observer directement.

Dans un article publié dans Science Advances, James Lutsko (Service de Physique des Systèmes Complexes et Mécanique Statistique, Faculté des Sciences) propose une approche permettant de modéliser le processus de cristallisation.

La cristallisation est une étape importante de nombreux processus chimiques et physiques, mais la manière dont les molécules sont capables de s’organiser en une structure régulière demeure peu comprise. La nucléation, soit l’apparition des premiers cristaux, est en effet un processus extrêmement rare et difficile à observer directement à l’échelle moléculaire. Les scientifiques utilisent dès lors des méthodes indirectes et des simulations pour tenter de comprendre le phénomène, sans parvenir cependant à répondre à toutes les questions.

Un enjeu pour les secteurs pharmaceutique et industriel

Dans son étude, James Lutsko présente une autre approche, basée sur la Théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), un procédé de calcul des propriétés thermodynamiques de systèmes inhomogènes. Combinée avec les principes d’hydrodynamique des fluctuations, cette méthode permet de déterminer qu’elle est le chemin mathématiquement le plus probable de la cristallisation et donne une description complète du processus.

Cette nouvelle méthode de mesure théorique, complémentaire aux simulations et mesures directes, peut être appliquée à plusieurs cas de cristallisation et fournit directement des informations précieuses au manipulateur. Cela permettra aux chercheurs de mieux caractériser et comprendre les processus de cristallisation. Un enjeu notamment pour les secteurs pharmaceutique et industriel, afin d’optimiser les processus de production de protéines ou autres composés.

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