Molecular dynamics (MD) is a computer simulation of physical movements of atoms and molecules. MD has now been widely used in materials, biochemical and pharmaceutical research. In recent years, zirconium phosphate (ZrP) compounds developed a new type of multi-function mediated porous materials, which the crystalline £\-zirconium phosphate (£\-ZrP) is a cationic layered compounds, with a neat layer structure and easy to design. Cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) is a cationic surfactant, it¡¦s one kind of ammonium salt of a long carbon chain as hydrophobic groups. Ion exchange can occur with other exchangeable cations. In this study, we first use CTAB inserted into £\-ZrP interlayer to prepare £\-ZrP-CTAB material. Second, we add phenol solution in the system, and use molecular dynamics simulations to observe the solution¡¦s penetration and adsorption. The result shows that pure water can permeate through £\-ZrP CTAB membrane, and pure phenol will be adsorbed by the £\-ZrP-CTAB membrane. If we add phenol solution, the water molecules can pass through the £\-ZrP-CTAB membrane but phenol molecule can¡¦t. It can achieve the effect of separation of the mixed solution. Last we simulate phenolate solution system. The result shows that the number of phenolate molecule enter the membrane is less than phenol molecule in phenol solution. This result is also consistent with the experiments mentioned in the literature.

In this thesis I study a model of self propelled particles exhibiting run-and tumble dynamics on lattice. This non-Brownian diffusion is characterised by a random walk with a finite persistence length between changes of direction, and is inspired by the motion of bacteria such as Escherichia coli. By defining a class of models with multiple species of particle and transmutation between species we can recreate such dynamics. These models admit exact analytical results whilst also forming a counterpart to previous continuum models of run-and- tumble dynamics. I solve the externally driven non-interacting and zero-range versions of the model exactly and utilise a field theoretic approach to derive the continuum fluctuating hydrodynamics for more general interactions. I make contact with prior approaches to run-and-tumble dynamics of lattice and determine the steady state and linear stability for a class of crowding interactions, where the jump rate decreases as density increases. In addition to its interest from the perspective of nonequilibrium statistical mechanics, this lattice model constitutes an efficient tool to simulate a class of interacting run-and-tumble models relevant to bacterial motion. Pattern formation in bacterial colonies is confirmed to be able to stem solely from the interplay between a diffusivity that depends on the local bacterial density and regulated division of the cells, in particular without the need for any explicit chemotaxis. This simple and generic mechanism thus provides a null hypothesis for pattern formation in bacterial colonies which has to be falsified before appealing to more elaborate alternatives. Most of the literature on bacterial motility relies on models with instantaneous tumbles. As I show, however, the finite tumble duration can play a major role in the patterning process. Finally a connection is made to some real experimental results and the population ecology of multiple species of bacteria competing for the same resources is considered.

Le polymère Nafion est l'électrolyte de référence de la pile à combustible. Lorsqu'il est hydraté, il présente une conductivité élevée (10^-2 S.cm^-1). Néanmoins cette conductivité chute à faible taux d'hydratation. L'ajout d'un composé hygroscopique dans la membrane, tel le phosphate de zirconium (ZrP), a été proposé dans la littérature pour répondre à ce problème. <br /><br />La conductivité est le fait de la structure du matériau, des mécanismes de diffusion du proton, et des interactions eau-polymère au sein de la membrane. Nous nous sommes intéressés à cette dernière partie du problème. Nous avons étudié les mécanismes d'hydratation à l'échelle moléculaire pour les membranes Nafion puis Nafion-ZrP par technique de spectrométrie infrarouge. Cette technique peut être couplée à une étude par dynamique moléculaire que nous avons initié sur le polymère Nafion. Les spectres infrarouges du Nafion et du Nafion-ZrP ont été mesurés sur toute la gamme d'hydratation.<br /><br />Les résultats obtenus font état de 5 mécanismes d'hydratation successifs pour la membrane Nafion. L'ionisation des groupes sulfoniques SO_3H est très rapide en début d'hydratation. Elle est suivie d'un éloignement des protons H^+ par rapport aux groupes sulfonates SO_3^- dont ils sont issus et d'une réorganisation du réseau de liaisons H autour de ces groupes ioniques. Enfin une eau de type « bulk » apparaît vers 40% d'hydratation. Nous avons ainsi une "photographie" de la membrane à chaque taux d'hydratation. L'ajout d'un composé inorganique ZrP n'influe pas sur les mécanismes d'hydratation. <br /><br />D'après la comparaison entre nos mécanismes et la courbe de conductivité, il est nécessaire de dissocier tous les groupes sulfoniques pour atteindre une diffusion optimale du proton, probablement assurée par le mécanisme de Grotthuss.

L’objectif de cette étude est l’élaboration de nanocomposite à base d’un élastomère de styrène et de butadiène (SBR) par l’ajout d’une dispersion aqueuse (slurry) de nanocharges lamellaires de phosphate de zirconium en phase α (α-ZrP ou ZrP). Les travaux s’attardent d’abord sur le mélange entre le SBR à l’état fondu et le slurry de ZrP en absence de traitement de surface. Différents stratégies d’élaboration sont ensuite envisagées afin d’améliorer la dispersion (intercalation exfoliation) des feuillets de ZrP dans le matériau en couplant le traitement de surface du ZrP et les paramètres de mise en œuvre. Différents traitements de surface sont abordés avec l’utilisation d’un agent intercalant métallique (Na+), de deux intercalants alkylamines (propylamine, octadécylamine) et d’un agent d’exfoliation (hydroxyde de tétrabutylammonium). En parallèle, plusieurs procédés de mise en œuvre générant des écoulements complexes sont utilisés. La complémentarité entre la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique en transmission (MET) et la spectroscopie mécanique (DTMA) permet d’obtenir une analyse multi-échelle de l’état de dispersion du ZrP et de proposer des scénarii décrivant les mécanismes de dispersion en fonction des paramètres étudiés. Un effort important est apporté pour la compréhension de la relation structure à l’échelle nanoscopique et les propriétés macroscopiques du matériau. Une étude comparative est ensuite proposée entre les valeurs expérimentales de l’effet de renforcement des matériaux et les prédictions des modèles Krieger-Dougherty et Halpi-Tsai / This work focuses on the melt processing of nanocomposite materials obtained from a synthetic lamellar filler, α-zirconium phosphate (α-ZrP), dispersed within a synthetic rubber of the SBR type. The first step is the melt compounding using aqueous slurry of α-ZrP without any treatment. Following, several kinds of surface modifiers such as sodium cation, alkylamines and tetrabutylammonium hydroxide and different melt processing conditions are investigated to improve the level of dispersion of ZrP platelets into the matrix. X-ray diffraction, transmission electron microscopy and dynamical mechanical method are used as a multi-scale analysis to quantify the state of dispersion of the filler within the nanocomposite. Several mechanisms of dispersion are described depend on the surface modifying treatment and the melt processing parameters and the structure-properties relationship are studied. A comparison between the material reinforcement and two models of predictions, Krieger-Dougherty and Halpin-Tsai are discussed

L'objectif de cette étude est l'élaboration de nanocomposite à base d'un élastomère de styrène et de butadiène (SBR) par l'ajout d'une dispersion aqueuse (slurry) de nanocharges lamellaires de phosphate de zirconium en phase α (α-ZrP ou ZrP). Les travaux s'attardent d'abord sur le mélange entre le SBR à l'état fondu et le slurry de ZrP en absence de traitement de surface. Différents stratégies d'élaboration sont ensuite envisagées afin d'améliorer la dispersion (intercalation exfoliation) des feuillets de ZrP dans le matériau en couplant le traitement de surface du ZrP et les paramètres de mise en œuvre. Différents traitements de surface sont abordés avec l'utilisation d'un agent intercalant métallique (Na+), de deux intercalants alkylamines (propylamine, octadécylamine) et d'un agent d'exfoliation (hydroxyde de tétrabutylammonium). En parallèle, plusieurs procédés de mise en œuvre générant des écoulements complexes sont utilisés. La complémentarité entre la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique en transmission (MET) et la spectroscopie mécanique (DTMA) permet d'obtenir une analyse multi-échelle de l'état de dispersion du ZrP et de proposer des scénarii décrivant les mécanismes de dispersion en fonction des paramètres étudiés. Un effort important est apporté pour la compréhension de la relation structure à l'échelle nanoscopique et les propriétés macroscopiques du matériau. Une étude comparative est ensuite proposée entre les valeurs expérimentales de l'effet de renforcement des matériaux et les prédictions des modèles Krieger-Dougherty et Halpi-Tsai

This thesis examines policing within the context of security and development, with particular reference to ways in which the Zimbabwe Republic Police (ZRP) operates in the wider political economy of Zimbabwean state in response to decades of financial crisis. Guided by the social constructionist philosophy and structural political economy analysis, the case study demonstrates that, through a range of commercial activities, the ZRP has been able to shift police preoccupation from ‘what is routinely important’ to ‘what works’ as part of resilience and adaptability in one of the world’s distorted economies. In cases where the police lack sufficient budget support from the government they recalibrate into self-organized systems and devise ways in which they raise the much needed revenue for policing. Using interpretive content analysis for secondary data and thematic analysis for in-depth interviews, the other finding relates to the ways in which the ZRP deploys neoliberal registers of ‘sustainable development’ and economic nationalist discourses to legitimise its involvement in commercial activities in farms, mines, tourism and social welfare businesses. Commercial activities involve distribution of wealth, power and interests. As such, what started off as productive entrepreneurship to ‘make ends meet’ slipped into unproductive and destructive entrepreneurship. The latter has made the police institution gets to a breakdown as different categories of officers split into different commercial units as they compete for access and control. To date, there is little literature that foregrounds the experiences and views of the police officers on the political economy of policing and it is to this literature this thesis primarily contributes. Inadvertently, as the ZRP responds to the economic crisis, it sometimes uses violence against citizens. The violence is sometimes quite targeted and deliberate as the police use metal spiked bars to clampdown motorists in demand of bribe money. The findings suggest that the police operating in a context of budget cuts are highly unlikely to be people-oriented.

Ce travail concerne l'étude des modifications de nanocharges lamellaires synthétiques (α-ZrP) et de leur influence sur les propriétés mécaniques et barrière aux gaz de nanocomposites à matrice élastomère (SBR). Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'amélioration de l'étanchéité des pneumatiques. L'une des originalités de ce travail a résidé dans l'introduction des nanocharges hydrophiles par le biais d'une dispersion aqueuse (slurry), dans la matrice SBR hydrophobe. La première phase de ce travail a consisté à entreprendre plusieurs types de modification des nanocharges afin d'étudier les mécanismes d'intercalation et/ou d'exfoliation des ces dernières dans le slurry. Ces différentes familles de charges modifiées ont été utilisées pour réaliser des nanocomposites selon différentes voies de mise en oeuvre : principalement solvant et latex. Nous avons ensuite étudié l'influence, (i) de la nature des intercalants, (ii) des distances interfoliaires initiales des nanocharges et (iii) des procédés de mise en oeuvre des nanocomposites, sur la morphologie et les propriétés finales des matériaux. Cette étude a montré la synergie de ces trois paramètres et mis en évidence l'importance du contrôle des interactions charges modifiées/matrice sur les propriétés de transport de gaz. Parmi l'ensemble des matériaux synthétisés, nous avons pu mettre en avant une formulation, permettant d'atteindre des propriétés mécaniques et barrière intéressantes. Cette formulation, en voie latex, est basée sur l'utilisation de la charge modifiée aminosilane et de l'agent de couplage Si69 / This work concerns the study of the modification of synthetic lamellar nanofillers (α-ZrP) and their influence on mechanical and gas barrier properties of elastomeric nanocomposites (SBR). This study is part of improving the tire tightness. One of the originalities of this work is the introduction of hydrophilic nanofillers through an aqueous dispersion (slurry) in the hydrophobic SBR matrix. The first step of this work was to undertake several types of nanofiller modifications state in order to study their intercalation/exfoliation mechanisms in a slurry. These different families of modified fillers were then used to make nanocomposites with different ways of implementations: mainly solvent and latex ones. The influence of, (i) the nature of the intercalating agent, (ii) the initial nanofiller interlayer distance and (iii) the nanocomposite implementation processes, on the morphology and final properties of materials were studied. The synergy of these three parameters was demonstrated and the importance of controlling the modified filler/matrix interactions on the gas transport and mechanical properties was also proved. Among all the synthesized materials, a formulation was put forward which allowed to achieve interesting mechanical and barrier properties. This formulation, processed by the latex route, is based on the use of aminosilane modified nanofillers and the Si69 coupling agent

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Ce travail concerne l'étude des modifications de nanocharges lamellaires synthétiques (α-ZrP) et de leur influence sur les propriétés mécaniques et barrière aux gaz de nanocomposites à matrice élastomère (SBR). Cette étude s'inscrit dans le cadre de l'amélioration de l'étanchéité des pneumatiques. L'une des originalités de ce travail a résidé dans l'introduction des nanocharges hydrophiles par le biais d'une dispersion aqueuse (slurry), dans la matrice SBR hydrophobe. La première phase de ce travail a consisté à entreprendre plusieurs types de modification des nanocharges afin d'étudier les mécanismes d'intercalation et/ou d'exfoliation des ces dernières dans le slurry. Ces différentes familles de charges modifiées ont été utilisées pour réaliser des nanocomposites selon différentes voies de mise en oeuvre : principalement solvant et latex. Nous avons ensuite étudié l'influence, (i) de la nature des intercalants, (ii) des distances interfoliaires initiales des nanocharges et (iii) des procédés de mise en oeuvre des nanocomposites, sur la morphologie et les propriétés finales des matériaux. Cette étude a montré la synergie de ces trois paramètres et mis en évidence l'importance du contrôle des interactions charges modifiées/matrice sur les propriétés de transport de gaz. Parmi l'ensemble des matériaux synthétisés, nous avons pu mettre en avant une formulation, permettant d'atteindre des propriétés mécaniques et barrière intéressantes. Cette formulation, en voie latex, est basée sur l'utilisation de la charge modifiée aminosilane et de l'agent de couplage Si69

This work deals with routing protocols for ad hoc wireless networks. First ad hoc networks are introduced. Routing protocols are then classified according to several criteria. Four routing protocols algorithms are described. They are proactive protocols DSDV and CGSR, reactive DSR and hybrid ZRP. Next AODV routing protocol is described in details. Advantages and disadvantages of AODV and two variants of AODV are also introduced. A new protocol is designed based on the disadvantages of the AODV protocol. This work also describes the implementation and integration of the new protocol in the ns-2 simulator. Results of the simulations are presented.