Réf ABG-135576
ADUM-69802 Sujet de Thèse
10/02/2026 Autre financement public
Université de Lille
Lieu de travail
Villeneuve d'Ascq cedex - Les Hauts de France - France
Intitulé du sujet
Electrostatique de l'eau dans les structures cristallines d'amidon // Water electrostatics in starch crystalline structures
Champs scientifiques
Chimie
Mots clés
potentiel électrostatique, dynamique moléculaire, modèles de continuum, DFT, amidon
electrostatic potentials, molecular dynamiques, continuum models, DFT, starch
Description du sujet
L'amidon, un polysaccharide, est la source d'hydrate de carbone la plus importante pour la nutrition humaine, présent sous forme de granules, structures semi-cristallines contenant des régions cristallines ordonnées. La cristallinité de l'amidon varie entre différentes plantes nutritionnelles et a une teneur en eau différente selon le type. La pression hydrostatique peut modifier la structure moléculaire des cristallites d'amidon, mais son influence n'est pas encore comprise. Notre projet vise à une compréhension quantitative du rôle de la teneur en eau sur les structures cristallines de l'amidon. Notre hypothèse clé est que l'influence de l'eau sur la structure moléculaire des cristallites d'amidon peut être comprise par une cartographie quantitative des interfaces internes avec l'aide du potentiel électrostatique. L'obtention d'une vue claire sur la façon dont les molécules d'eau actuelles modifient la structure de l'amidon au niveau moléculaire et atomique est liée à la compréhension de la manière dont l'humidité environnementale influence le type de cristal d'amidon, dont notre étude pourrait donner une première indication.
À cette fin, nous proposons une approche computationnelle multi-échelle, allant des échelles de longueur atomistique aux échelles structurelles. Une quantité centrale ici est le potentiel électrostatique, qui sera utilisé pour identifier les interactions et estimer leur force.
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Starch, a polysaccharide, is the most important carbohydrate source for human nutrition, present in the form of granules, semi-crystalline structures containing ordered crystalline regions. Starch crystallinity varies between different nutritional plants and has a different water content according to the type. Hydrostatic pressure can modify the molecular structure of starch crystallites, but its influence is not yet understood. Our project aims at a quantitative understanding of the role of the water content on starch crystalline structures. Our key hypothesis is that the influence of water on the molecular structure of starch crystallites can be understood by a quantitative mapping of internal water interfaces with the help of electrostatic potential. Obtaining a clear view on the molecular and atomic level of how the present water molecules modify the structure of starch relates to understanding how environmental moisture influences the starch crystal type, of which our study might give a first indication.
To this end, we propose a multiscale computational approach, ranging from atomistic to structural length scales. A central quantity here is the electrostatic potential, which will be used to identify interactions and estimate their strength.
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Début de la thèse : 01/10/2026
Nature du financement
Autre financement public
Précisions sur le financement
ANR Financement d'Agences de financement de la recherche
Présentation établissement et labo d'accueil
Université de Lille
Etablissement délivrant le doctorat
Université de Lille
Ecole doctorale
104 Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Profil du candidat
Ce projet théorique interdisciplinaire combine la mécanique quantique, la dynamique moléculaire et la théorie du continuum, nécessitant des connaissances dans les trois techniques théoriques différentes. Nous attendons du candidat qu'il ait une solide expérience dans au moins l'une de ces disciplines théoriques. L'étudiant recevra une formation dans les autres au sein de notre équipe car toutes les expertises nécessaires sont présentes, et ainsi l'étudiant devrait être motivé pour apprendre de nouvelles méthodes théoriques. En retour, l'étudiant développera un large éventail de compétences théoriques différentes, aboutissant à une qualification pour des missions de modélisation intégrées. Un diplôme en chimie théorique ou en physique statistique n'est pas strictement obligatoire, mais est recommandable.
This crossdisciplinary theoretical project combines quantum mechanics, molecular dynamics and continuum theory, requiring knowledge in all three different theoretical techniques. We expect the candidate to have a strong background in at least one of these theoretical disciplines. The student will receive training in the other ones within our team as all necessary expertise is present, and thus the student should be motivated to learn new theoretical methods. In return, the student will develop a broad spectrum of different theoretical skills, resulting in a qualification for integrated modelling assignments. A degree in theoretical chemistry or statistical physics is not strictly mandatory, but is recommendable.
Date limite de candidature
31/12/2026
