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La découverte d'un grand nombre de matériaux nanoporeux flexibles de la famille des MOFs (Metal–Organic Frameworks), qui réagissent à des stimuli physico-chimiques comme l'adsorption par des modifications importantes de leur structure cristalline (Fig. 1) a nécessité le développement d'une nouvelle gamme d'outils théoriques. [1] Nous avons donc développé une large gamme d'outils théoriques pour explorer ce domaine, alliant les calculs de chimie quantique, la dynamique moléculaire ab initio, les simulations Monte Carlo classique, et des modèles mésoscopiques de déformation élastique. Cette méthodologie a permis quelque beaux succès récent : mise en évidence d'une "signature" dans le régime élastique des transitions structurales [1], prédiction de nouvelles phases inconnues expérimentalement (mais récemment confirmées) [2], présence de défauts structuraux corrélés formant des nano-domaines [3], mécanisme d'amorphisation sous pression de matériaux de la famille ZIF [4].

Par ailleurs, nous avons développé des modèles théoriques (analytiques ou numériques) permettant d'analyser et de rationaliser les données expérimentales brutes comme les isothermes d'adsorption mesurées lors de caractérisations de routine. [5,6]

[1] A. U. Ortiz, A. Boutin, A. H. Fuchs and F.-X. Coudert, Phys. Rev. Lett., 2012, 109, 195502

[2] A. U. Ortiz, A. Boutin and F.-X. Coudert, Chem. Commun., 2014, DOI: 10.1039/C4CC00734D

[3] M. J. Cliffe, W. Wan, X. Zou, P. A. Chater, A. K. Kleppe, M. G. Tucker, H. Wilhelm, N. P. Funnell, F.-X. Coudert, and A. L. Goodwin, Nat. Commun., 2014 (accepted for publication)

[4] A. U. Ortiz, A. Boutin, A. H. Fuchs and F.-X. Coudert, J. Phys. Chem. Lett., 2013, 4, 1861–1865.

[5] F.-X. Coudert, M. Jeffroy, A. H. Fuchs, A. Boutin, C. Mellot-Draznieks, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14294.

[6] Review: F.-X. Coudert, A. Boutin, M. Jeffroy, C. Mellot-Draznieks, A. H. Fuchs, ChemPhysChem 2011, 12, 247.