Etats excités de modèles de protéines : performances de la TD-DFT Contact : Valérie Brenner (LIDYL)

Comprendre la dynamique électronique de systèmes d’intérêt biologique suite à une absorption lumineuse nécessite de modéliser et d’explorer les surfaces d’énergie potentielle (SEPs) de leurs états excités de plus basse énergie. Le but est de localiser sur ces SEPs les intersections coniques, et d’identifier les coordonnées pertinentes des mécanismes de désactivation non-radiatifs. Ces mécanismes représentent une étape clé dans la compréhension des propriétés photophysiques et/ou photochimiques de ces systèmes. Au vu des spécificités de ces systèmes (taille moyenne, flexibilité, non-symétrie et états excités de nature très différentes), l’étude de leurs états excités est un défi théorique car il faut décrire ces états simultanément et de manière équilibrée. Nous avons donc développé une stratégie originale  » multi-échelle » qui consiste, dans un premier temps, à effectuer des simula- tions de dynamique non-adiabatique dans le cadre de la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (TD-DFT) afin d’identifier les coordonnées pertinentes des mécanismes.

Cette étape est poursuivie par une modélisation efficace des SEPs par une approche de chimie quantique mono- référence plus précise, l’approche CC (méthode « Coupled Cluster » à l’ordre 2), dont la validation a été réalisée par une approche d’interaction de configuration multi- référence. C’est dans ce cadre que les performances de la TD-DFT, par rapport à CC2 et l’expérience, ont été évaluées (structures, énergies de transition adiabatiques et fréquences d’élongation NH) sur une série de modèles de protéines, des peptides proté- gés de taille et de nature différentes. Cette étude a révélé que la TD-DFT avec une fonctionnelle appropriée permettait d’obtenir un accord qualitatif dans la modélisation des SEPs. En revanche, un accord quantitatif par rapport à CC2 et l’expérience n’a été obtenu que grâce à des protocoles combi- nant TD-DFT et CC2. Ces protocoles consti- tuent par ailleurs une alternative à CC2 pour les très grands systèmes, c’est-à-dire quand cette méthode n’est plus applicable à cause de temps de calcul prohibitifs.

Contact : Valérie Brenner (LIDYL)

Brèves des labos

Une école épicée La première école de spintronique Paris-Saclay s’est tenue du 7 au 9 novembre 2022 dans le cadre du flagship SPiCY « SPin in nanosaClaY ». Elle a eu lieu sur les sites des différents laboratoires partenaires du projet, Unité Mixte de Physique CNRS/Thales, C2N, LPS, Soleil et SPEC, où des visites étaient proposées après les cours. Cette école a rassemblé une petite centaine de participants de tous âges, dont une vingtaine d’étudiants en master, une trentaine de doctorants, des post-doctorants et les chercheurs du domaine.

Hommage à notre collègue Patrick Baroni C’est avec une grande tristesse que nous avons appris le décès de Patrick Baroni, survenu le jeudi 1er décembre à l’hopital d’Arpajon, des suites d’une maladie fulgurante. Nous garderons de lui l’image d’un collègue jovial et travailleur, toujours prêt à aider ses collègues. Parmi ses réalisations les plus marquantes, on peut citer le détecteur de neutrons appelé Barotron qu'il a conçu et développé. Retrouvez l'hommage de Laurence Noirez, Directrice de Recherche CNRS au LLB, avec qui il a partagé au quotidien son travail scientifique. Nous n’oublierons pas non plus sa passion pour l’astronomie amateur au sein du club de l’AAC-CEA. Il nous avait invité en 2007 à suivre l’occultation de Vénus par la Lune, en 2015, l’observation d’une éclipse de soleil, puis le transit de Mercure devant le Soleil en 2016 et enfin une éclipse partielle de Lune en 2019. L’ensemble de l’institut s’associe au personnel du LLB pour lui rendre hommage.

Directeur de la publication : F. Daviaud – Comité de rédaction : M. Soyer, G. de Loubens – Réalisation : C. Becquet.