Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Ce projet vise à étudier par simulation numérique le transport des ions et de l'eau dans des canaux de hBN sous-nanométriques en utilisant une approche ML-MD avec des potentiels MACE de précision DFT. Un point méthodologique central sera la détermination précise du nombre de molécules d'eau confinées, abordée par deux stratégies menées en parallèle : d'une part la mise en contact du canal avec un réservoir à pression fixée, d'autre part l'approche par pistons mobiles proposée par le groupe de R. Netz. Le contenu en eau ainsi établi servira de base à l'analyse de la concentration de LiCl dans les canaux par rapport au réservoir, puis à l'étude de l'influence de l'adsorption de OH⁻ à pH basique sur le transport ionique.
Activités :
Les activités incluront le développement et la validation de potentiels MACE pour les systèmes hBN/eau/Li⁺/Cl⁻/OH⁻, la mise en place et la comparaison critique des deux protocoles de contrôle du nombre de molécules d'eau (réservoir à pression fixée et pistons mobiles en cellule NVT), l'étude systématique de la concentration de LiCl dans les canaux, et l'analyse de l'effet de l'adsorption de OH⁻ à pH basique sur la sélectivité et la mobilité ionique.
Contexte de travail :
Le post-doctorant sera intégré à notre équipe au CNRS (@ LPENS, eq. Micromégas) avec accès aux ressources HPC et aux bases de données DFT, et pourra collaborer avec des groupes expérimentaux pour valider les prédictions numériques.

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Le candidat devra maîtriser la dynamique moléculaire (LAMMPS, GROMACS ou ASE), les potentiels d'apprentissage machine (MACE), les calculs DFT (VASP), la programmation (Python, PyTorch), et avoir des connaissances en nanofluidique, en thermodynamique statistique et en analyse de données.
Contraintes et risques :
Les principaux défis incluent le coût computationnel élevé des simulations ML-MD, la validation des potentiels MACE pour ces systèmes spécifiques, et la complexité de modéliser l'adsorption de OH⁻ à pH basique. La convergence d'un équilibre canal/réservoir reste particulièrement exigeante, même avec un potentiel MACE : c'est précisément pourquoi l'approche par pistons mobiles est développée en parallèle, la comparaison des deux méthodes fournissant un test de cohérence sur le nombre de molécules d'eau confinées. Ces difficultés seront par ailleurs adressées par une optimisation des ressources, des benchmarks systématiques contre des calculs DFT, et des modèles de surface réalistes.