Équipe Chimie Théorique (CT)

Table des matières

Objectifs

Développer et appliquer les méthodes de chimie théorique pour modéliser les systèmes radicalaires : propriétés micro- et macroscopiques, réactivité thermique et photochimique, des molécules, macromolécules et matériaux

Responsable(s) d'équipe:

Mario BARBATTI

Professeur

Compétences

  • L’équipe Chimie Théorique est experte dans le développement de modèles théoriques basés sur la mécanique quantique (DFT, TDDFT, MCSCF et autres méthodes pour la structure électronique), la mécanique moléculaire ainsi que dans la simulation du comportement dynamique des molécules par dynamique moléculaire classique et semi-classique, approche Monte Carlo, et couplages QM/MM, en utilisant aussi bien des logiciels de chimie quantique bien établis que des programmes développés par ses membres.

Effectif

Permanents

Non-permanents

Alumni

Positionnement Scientifique

L’équipe « Chimie Théorique » occupe une position centrale et transversale au sein d’ICR, grâce à ses collaborations avec chacune des équipes expérimentales de l’unité et avec de nombreux partenaires nationaux et internationaux. L’équipe développe de nouvelles théories et des codes numériques utilisés dans les centres de calcul intensif afin d’élucider les propriétés physiques et la réactivité chimique de systèmes moléculaires dans des milieux complexes.

Notre spécialité principale concerne l’étude théorique des espèces radicalaires. Notre recherche est principalement centrée sur trois axes chevauchés :

Thèmes de recherche

Axe 1 : Théorie quantique des radicaux stables et photoinduits

Chercheurs principaux : N. FerréORCID iD icon, M. BarbattiORCID iD icon, M. Huix-RotllantORCID iD icon

Descriptif : Développement de méthodes de la chimie quantique (structure électronique, dynamique quantique, méthodes hybrides quantiques/classiques, spectroscopie, etc.), pour simuler la réactivité et les propriétés des molécules magnétiques et molécules dans des états excités.

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Publications associées
Impact of the Dynamic Electron Correlation on the Unusually Long Excited-State Lifetime of Thymine

Woojin Park, Seunghoon Lee, Miquel Huix-Rotllant, Michael Filatov, Cheol Ho Choi,
Journal of Physical Chemistry Letters, 12 4339-4346 (2021) 

Frontiers in Multiscale Modeling of Photoreceptor Proteins

Maria-Andrea Mroginski, Suliman Adam, Gil S. Amoyal, Avishai Barnoy, Ana-Nicoleta Bondar, Veniamin A. Borin, Jonathan R. Church, Tatiana Domratcheva, Bernd Ensing, Francesca Fanelli, Nicolas Ferre, Ofer Filiba, Laura Pedraza-Gonzalez, Ronald Gonzaelez, Cristina E. Gonzalez-Espinoza, Rajiv K. Kar, Lukas Kemmler, Seung Soo Kim, Jacob Kongsted, Anna I. Krylov, Yigal Lahav, Michalis Lazaratos, Qays NasserEddin, Isabelle Navizet, Alexander Nemukhin, Massimo Olivucci, Jogvan Magnus Haugaard Olsen, Alberto Perez de Alba Ortiz, Elisa Pieri, Aditya G. Rao, Young Min Rhee, Niccolo Ricardi, Saumik Sen, Ilia A. Solov'yov, Luca De Vico, Tomasz A. Wesolowski, Christian Wiebeler, Xuchun Yang, Igor Schapiro,
Photochemistry and Photobiology, 97 243-269 (2021) 

MLatom 2: An Integrative Platform for Atomistic Machine Learning

Pavlo O. Dral, Fuchun Ge, Bao-Xin Xue, Yi-Fan Hou, Max Pinheiro, Jianxing Huang, Mario Barbatti,
Topics in Current Chemistry, 379 27 (2021) 

Mechanistic Aspects of the Photophysics of UVA Filters Based on Meldrum Derivatives

Josene M. Toldo, Mariana T. do Casal, Mario Barbatti,
Journal of Physical Chemistry A, 125 5499-5508 (2021) 

Ultrafast Spin Crossover Photochemical Mechanism in [FeII(2,2′-bipyridine)3]2+] Revealed by Quantum Dynamics

Marc Alias-Rodriguez, Swarnendu Bhattacharyya, Miquel Huix-Rotllant
JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS, 14 8571-8576 (2023) 

Ultrafast carbon monoxide photolysis and heme spin-crossover in myoglobin via nonadiabatic quantum dynamics

Konstantin Falahati, Hiroyuki Tamura, Irene Burghardt, Miquel Huix-Rotllant,
Nature Communications, 9 4502 (2018) 

Axe 2 : Reactivité chimique et propriétés des espèces radicalaires

Chercheurs principaux : D. SiriORCID iD icon, A. SiriORCID iD icon

Descriptif : Etude théorique des propriétés structurales et de la réactivité des radicaux organiques dans leur état fondamental. Applications à des radicaux stables ou transitoires dans le cadre de diverses techniques spectroscopiques (RPE, PDN, IMS, MS/MS, …) et en chimie des polymères (NMP, greffage, …). Méthodes post-HF/DFT, dynamique moléculaire classique.

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Publications associées
Open and Closed Radicals: Local Geometry around Unpaired Electrons Governs Magic-Angle Spinning Dynamic Nuclear Polarization Performance

Gabriele Stevanato, Gilles Casano, Dominik J. Kubicki, Yu Rao, Laura Esteban Hofer, Georges Menzildjian, Hakim Karoui, Didier Siri, Manuel Cordova, Maxim Yulikov, Gunnar Jeschke, Moreno Lelli, Anne Lesage, Olivier Ouari, Lyndon Emsley,
Journal of the American Chemical Society, 142 16587-16599 (2020) 

A Cucurbit[8]uril 2:2 Complex with a Negative pK(a) Shift

Hang Yin, Qian Cheng, Roselyne Rosas, Stephane Viel, Valerie Monnier, Laurence Charles, Didier Siri, Didier Gigmes, Olivier Ouari, Ruibing Wang, Anthony Kermagoret, David Bardelang,
Chemistry-a European Journal, 25 12552-12559 (2019) 

Acyloxyimide derivatives as efficient promoters of polyolefin C-H functionalization: application in the melt grafting of maleic anhydride onto polyethylene

Mamy Daniel Rakotonirina, Marc Baron, Didier Siri, Anouk Gaudel-Siri, Sebastien Quinebeche, Jean-Jacques Flat, Didier Gigmes, Philippe Cassagnau, Emmanuel Beyou, Yohann Guillaneuf,
Polymer Chemistry, 10 4336-4345 (2019) 

Axe 3 : Macromolécules radicalaires et radicaux dans des milieux complexes

Chercheurs principaux : S. Queyroy,ORCID iD iconV. Ledentu

Descriptif : Développement de méthodes de Dynamique Moléculaire pour simuler des systèmes macromoléculaires complexes obtenus par voie radicalaire ou contenant des espèces radicalaires.

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Publications associées
pH-Dependent Absorption Spectrum of Oxyluciferin Analogues in the Presence of Adenosine Monophosphate

Nuno Manuel de Almeida Barbosa, Madjid Zemmouche, Pauline Gosset, Cristina Garcia-Iriepa, Vincent Ledentu, Isabelle Navizet, Pascal Didier, Nicolas Ferre,
Chemphotochem, (2019) 

CpHMD-Then-QM/MM Identification of the Amino Acids Responsible for the Anabaena Sensory Rhodopsin pH-Dependent Electronic Absorption Spectrum

Elisa Pieri, Vincent Ledentu, Michael Sahlin, Francois Dehez, Massimo Olivucci, Nicolas Ferre,
Journal of Chemical Theory and Computation, 15 4535-4546 (2019) 

Collision-induced dissociation of stable nitroxides: A combined tandem mass spectrometry and computational study of TEMPO center dot and SG1(center dot)

Anouk Gaudel-Siri, Cathie Marchal, Vincent Ledentu, Didier Gigmes, Didier Siri, Laurence Charles,
European Journal of Mass Spectrometry, 25 229-238 (2019) 

A Robust, Symmetric Operator-Composition Integrator for the Berendsen Temperature-Control Molecular Dynamics Equation

Ikuo Fukuda, Severine Queyroy, Haruki Nakamura,
Journal of the Physical Society of Japan, 89 064004 (2020) 

Contact

Aix-Marseille Université
Institut de Chimie Radicalaire, UMR7273
Équipe Chimie Théorique
Avenue Escadrille Normandie-Niemen
Service D42
13397 Marseille cedex 20

Site Web de L'équipe
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