Introduction

Cet IRN franco-chinois de chimie théorique est soutenu par le « Réseau Français de Chimie Théo- rique » (RFCT), créé sous l’égide du Ministère de l’Education Nationale et de la Recherche en 2005 et soutenu sous forme de GDR (GDR3333) par le CNRS depuis 2010.

Depuis une quinzaine d’années des collaborations existaient entre plusieurs groupes de théoriciens français et chinois (notamment Orsay-Xiamen et Toulouse-Nanjing). Depuis 2008, des relations fortes se sont établies entre les communautés de chimie théorique françaises et chinoises qui se sont traduites par de nombreuses visites et l’organisation de sept ateliers réunissant chacun une cinquantaine de participants : le premier a eu lieu en France à Royaumont en novembre 2008, le second à Pékin en mai 2010, le 3ème à ‘La Colle sur Loup’ près de Nice en octobre 2011, le 4ème à Nanjing, en juin 2013, le cinquième à Strasbourg en 2015, le sixième à Xiamen en 2017, le septième à Toulouse en 2019. Au cours de ces sept réunions, des binômes ou trinômes thématiques franco-chinois ont été construits, réunissant les meilleurs spécialistes du domaine. Ces réunions ont été suivies de nombreux échanges scientifiques et des travaux en commun ont été amorcés.

Fort de cette expérience positive, le RFCT a souhaité renforcer ces collaborations dans le cadre de l’IRN RFCCT en favorisant les échanges, y compris de jeunes chercheurs, dans les deux directions et en ayant la possibilité de réunir régulièrement les deux communautés.

Missions et thèmes de recherche 

Il existe actuellement en France une grande diversité de thématiques qui se sont rassemblées au sein du RFCT et qui sont actives dans la collaboration franco-chinoise. La chimie théorique s’attache de plus en plus à comprendre et à expliquer les principales étapes et les mécanismes mis en jeu dans les phénomènes chimiques complexes qui font l’objet de ses études. Elle développe des méthodologies et un vaste champ d’applications. Les systèmes étudiés comportent aussi bien les molécules isolées, de tailles très variées, que les systèmes périodiques, les agrégats et les systèmes complexes (milieu condensé peu ou pas organisés, phénomènes de surface, macro-molécules d’intérêt biologique ou technologique).

Les modes d’approche incluent à la fois les théories de bases (ab-initio, DFT, hamiltoniens exacts ou effectifs), la méthodologie des calculs (l’approximation du « linear scaling », méthodes purement quantiques ou hybrides QM/MM) et le développement de simulations en relation avec des problèmes spécifiques de physico-chimie (spectroscopies, dynamique réactionnelle, dynamique quantique, réactivité, propriétés optiques ou magnétiques …). Ce groupement souhaite appuyer l’évolution générale de la Chimie théorique qui tend, d’un coté, vers l’usage de méthodes multiples couplées au développement d’approches multi-échelles allant de l’électronique et l’atomistique vers le mésoscopique « coarse graining », voire le macroscopique ; et, de l’autre coté, vers la compréhension de plus en plus précise et complète de la mécanique quantique complexe des atomes au sein des molécules.

Principaux projets de recherche 

• Etude de dérivés du pérylène comme accepteurs de triplet
• L’observation de l’état 41g+ de la molécule Rb2
• Propriétés photophysiques de complexes de l’iridium montrant des absorption/émission proche de l’infra-rouge
• Déplacement vers le bleu de la liaison hydrogène
• La théorie de la liaison de valence appliquée à l’éthylène, aux systèmes métalliques, et la dynamique quantique
• Prédiction de nouveaux matériaux par méthode évolutionnaire et calculs DFT
• Développement et applications de méthodes d’interactions noyaux-électrons
• Réactivité par dynamique moléculaire quantique
• Dynamique de systèmes ouverts : transfert d’électrons dans des composés à valence mixte
• Prédiction de perméabilité des membranes aux médicaments
• Processus photodynamiques
• Nanoparticules d’or.

Les institutions et laboratoires impliqués 

Pour la France, tous les laboratoires impliqués dans le réseau français de chimie théorique, et une bonne vingtaine de laboratoires chinois (hormis les partenaires officiels déjà mentionnés).

workshop de Xiamen en 2017.