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Publication d’articles scientifiques
Voici les dernières publications menées par des stagiaires et chercheurs du CNETE parues ce printemps dans les revues scientifiques.
Utilisation d’outils de dynamique moléculaire pour simuler l’adsorption de peptides sur des surfaces métalliques afin de déterminer la stabilité de matériaux hybrides biocomposites dans un contexte de récupération de particules métalliques
Bintou Sangare · Alain Wilkin · Beatriz Delgado Cano · Mariana Castillo Valdez · Pham Thi Thanh Ha · Simon Barnabé · Antonio Avalos Ramirez
L’intérêt croissant pour le développement durable et l’économie circulaire a contribué à l’élaboration de technologies respectueuses de l’environnement pour la récupération des minéraux critiques et stratégiques (MCS). Dans cette étude, la modélisation moléculaire a été utilisée pour simuler la formation de biocomposites peptide-métal comme approche écologique de récupération des MCS par adsorption.
Les interactions moléculaires impliquées dans l’adsorption du glutathion (GSH), un peptide composé de trois acides aminés (γ-l-glutamyl-l-cystéinylglycine), sur les surfaces de particules de palladium (Pd), de platine (Pt) et d’or (Au) ont été simulées. Le processus de modélisation s’est déroulé en plusieurs étapes : construction de la structure moléculaire (avec le logiciel Avogadro), calcul du volume moléculaire (avec Spartan’20), définition du volume de contrôle (avec Packmol.exe), simulation des interactions moléculaires dans ce volume (avec Tinker9) et visualisation des molécules adsorbées (avec VMD).
Les conditions d’adsorption simulées étaient : une température de 298 K, une pression de 1 atm et un pH de 7 correspondant à la forme neutre du GSH. Le nombre de peptides adsorbés, comptabilisé à l’aide de VMD, a été déterminé selon le critère suivant : les peptides situés à 3,5 Å ou moins de la surface métallique étaient considérés comme adsorbés.
L’isotherme de Langmuir s’est révélée être un meilleur ajustement des données de simulation pour les trois métaux que celle de Freundlich. Les capacités maximales d’adsorption calculées pour le Pd, le Pt et l’Au étaient respectivement de 72, 42 et 46 mg de GSH/g de métal. L’énergie d’adsorption du GSH sur les surfaces de Pd, Pt et Au a été déterminée en simulant les interactions entre les espèces chimiques présentes dans le volume de contrôle, suivie d’un bilan énergétique. Cette énergie d’adsorption, variant entre −27 et −4 kcal/mol, est cohérente avec les données de la littérature concernant l’adsorption de peptides sur ces trois métaux, ce qui confirme la pertinence de la méthodologie de modélisation développée pour calculer les principaux paramètres d’adsorption des peptides sur les surfaces métalliques.