Thèse soutenue

Processus de diffusion et réaction dans des milieux complexes et encombrés
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Auteur / Autrice : Marta Galanti
Direction : Francesco PiazzaDuccio Fanelli
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique Biologie
Date : Soutenance le 12/02/2016
Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec Università degli Studi di Firenze
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....)
Jury : Président / Présidente : Stefano Ruffo
Examinateurs / Examinatrices : Francesco Piazza, Duccio Fanelli, Stefano Ruffo, Andrea Parmeggiani, Sebastiano Stramaglia, Denis Grebenkov
Rapporteurs / Rapporteuses : Andrea Parmeggiani, Sebastiano Stramaglia

Résumé

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L'objectif général de cette thèse est d'analyser les processus de diffusion et les processus de réaction-diffusion dans plusieurs types de conditions non-idéales, et d'identifier dans quelle mesure ces conditions non idéales influencent la mobilité des particules et les réactions entre les molécules. Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur les effets de l'encombrement macromoléculaire sur la mobilité, ainsi élaborant une description des processus de diffusion dans des milieux densément peuplés. Tous les processus sont analysés à partir de la description microscopique du mouvement des agents individuels sous forme de marche aléatoire, tenant compte de l'espace occupé par les particules voisines. La deuxième partie de la thèse vise à caractériser le rôle de la géométrie de l'environnement et de la réactivité des corps qui y sont contenus sur la réaction entre des molécules sélectionnées. La théorie classique de Smoluchowski, formulée pour les réactions contrôlées par la diffusion dans un milieu dilué, est ainsi adaptée à des domaines arbitrairement décorés par des obstacles, dont certains réactifs, et l'équation stationnaire de diffusion est résolue avec des techniques d’analyse harmonique. Finalement, le calcul explicit de la constante de réaction et la dérivation des formules approximées sont utilisés pour étudier des applications biologiques et nano-technologiques.