Vers une meilleure description quantique de l’eau
Towards a better quantum description of water
Cecilia Herrero et Laurent Joly (équipe MMCI) ont publié avec des collègues de Zurich un article intitulé " Connection between water's dynamical and structural properties: insights from ab initio simulations " dans la revue PNAS.
Cecilia Herrero and Laurent Joly (MMCI group) published with colleagues from Zürich an article entitled " Connection between water's dynamical and structural properties: insights from ab initio simulations " in PNAS.
Bien que l’eau soit au cœur de notre quotidien et de nombreuses applications industrielles, ses multiples propriétés anormales sont encore très mal comprises. Ceci est particulièrement vrai lorsque l’eau est soumise à des conditions extrêmes, par exemple lorsqu’elle est confinée à l’échelle de quelques tailles moléculaires dans les systèmes nanofluidiques, utilisés pour le traitement de l’eau et la récupération d’énergie propre. A ces échelles, il est nécessaire de décrire l’eau avec la physique quantique. Dans cet article, les auteurs montrent que différentes approximations utilisées dans les simulations quantiques de pointes peuvent affecter de manière drastique la qualité des prédictions des propriétés dynamiques de l'eau. De plus, les auteurs montrent un lien direct entre la dynamique de l'eau et sa structure locale, ce qui permet de mieux comprendre pourquoi certaines approximations posent problème, et comment les améliorer. Dans l'ensemble, cet article fournit de nouvelles lignes directrices pour une meilleure description de l'eau par la physique quantique.
Although water is central to our daily lives and to many industrial applications, its multiple anomalous properties are still poorly understood. This is particularly true when water is subjected to extreme conditions, for example when it is confined at the scale of a few molecular sizes in nanofluidic systems, used for water treatment and clean energy recovery. At these scales, it is necessary to describe water with quantum physics. In this paper, the authors show that different approximations used in state-of-the-art quantum simulations can drastically affect the quality of predictions of the dynamical properties of water. Moreover, the authors show a direct link between the dynamics of water and its local structure, which allows to better understand why some approximations are problematic, and how to improve them. Overall, this article provides new guidelines for a better description of water with quantum physics.
