Note ABES Computational studies of molecular self-assembly at surfaces : from rational design to function Études computationnelles de l'auto-assemblage moléculaire au niveau des surfaces : de la conception rationnelle à la fonction Auto-assemblage Modélisation moléculaire Thermodynamique statistique Self-assembly Molecular modeling Statistical thermodynamic 541.3 Monomères Dynamique moléculaire Adsorption Thermochimie Couches monomoléculaires L’auto-assemblage moléculaire au niveau des surfaces est un exemple majeur de l'auto-organisation de la matière avec des applications technologiques d’intérêt. La capacité́ de prédire la structure de la monocouche auto-assemblée (SAM) formée à l'équilibre est d'une importance fondamentale. Dans cette thèse, je présente une théorie aux premiers principes pour l’interprétation de l’auto-assemblage 2D basée sur la modélisation et la thermodynamique statistique. La méthode mise au point permet d'accéder à la stabilité́ thermodynamique de la SAM et à sa dépendance à l'égard de la concentration. Cela permet d'étudier les équilibres concurrentiels au niveau des surfaces et de rationaliser le polymorphisme en 2D. De plus, cette théorie prédit l'existence d'une concentration critique de monomères au-dessus de laquelle l’auto-assemblage 2D est favorisé. Celle-ci est utilisée pour définir une échelle absolue définissant la propension à l’auto-assemblage en 2D. Enfin, quatre applications technologiques sont discutées, exposant les possibilités de la méthode développée. Molecular self-assembly at surfaces is a prominent example of self-organization of matter with outstanding technological applications. The ability to predict the structure of the self-assembled monolayer (SAM) formed at equilibrium is of great fundamental and technological importance. In this dissertation I present a self-consistent theory for a first-principle interpretation of 2D self-assembly based on modeling and statistical thermodynamics. The developed framework provides access to the thermodynamic stability of the SAM and to its concentration dependence. This allows to study competitive equilibria at surfaces and to rationalize the 2D polymorphism evidenced by scanning probe techniques. The theory predicts the existence of a critical concentration of monomers, which is used to set an absolute scale for the 2D self-assembly propensity. Last, four technological applications are discussed, showing the potentials of the developed framework. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 32380086 Université de Strasbourg Strasbourg 2017-12-31 https://theses.hal.science/tel-01499491 application/pdf 31984329 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2016/Conti_Simone_2016_ED222.pdf http://www.theses.fr/2016STRAF025/abes https://theses.hal.science/tel-01499491 https://theses.hal.science/tel-01499491 https://theses.hal.science/tel-01499491 Conti Simone 1989-09-06 IT 19762586X 21317811 https://theses.fr/2016STRAF025 2016STRAF025 https://doi.org/10.70675/9c95897dzdf0cz490aza481zca47eb6916c5 2016-09-30 Chimie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Samorì Paolo MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 109288335 Cecchini Marco MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 190234326 Beljonne David MADS_PRESIDENT_DU_JURY 181088444 Lackinger Markus MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 197627161 Beljonne David MADS_RAPPORTEUR_1 181088444 Troisi Alessandro MADS_RAPPORTEUR_2 197626963 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 CH 156504081 Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 157760227 207480 ddc:540 Samori Paolo Cecchini Marco Beljonne David Lackinger Markus Beljonne David Troisi Alessandro École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg) Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg) PDF 32380086