The application of commercial herbicide restricts weed growth and significantly improves control over crop vitality and yield. Despite their utility in the agriculture sector, herbicides have the potential to contaminate local water sources. To minimize environmental impacts, the development of efficient separation processes to clean-up contaminated water bodies is necessary. However, complex speciation and conformational flexibility in the condensed phase poses a significant challenge. In this work, we investigate structure and speciation of three common organic herbicides (glyphosate, atrazine, and metolachlor) in aqueous solution. We employ the PBE-D3 density functional to perform ab initio molecular dynamics (MD) simulations in the canonical and isothermal-isobaric ensembles. We analyze MD trajectories to understand hydrogen bonding dynamics and lifetime as well as diffusional and vibrational characteristics. To enhance configurational sampling, we conduct metadynamics simulations to obtain the free energies of dissociation and intramolecular proton transfer of glyphosate.

Les verres de chalcogénure sont ont une grande importance dans des applications optoélectroniques, mais aussi pour leur réseau covalent qui leur procure une "variabilité structurale" accrue. Ce projet étudie des alliages Ge-Se et utilise l'association d'analyses dynamique moléculaire (AIMD), de simulations et de diffusion des rayons X afin de déterminer la structure et la dynamique des phases liquide et vitreuse sous pression. Les alliages de Ge-Se permettent la "formation de verre" sur une large gamme de conditions, ce qui permet de contrôler la rigidité du réseau en augmentant le nombre moyen de coordination en fonction de la teneur en Ge ce qui affectera les propriétés macroscopiques du matériau, comme la résistance au vieillissement, la dureté, la conductivité et la fragilité. Dans cette optique, nous étudions 10 compositions générées/calculées par AIMD, et 5 autres compositions déterminées expérimentalement (i.e par trempe ) couvrant les domaines transitions élastiques souple-rigide suivant les critères de stabilité isostatique de Maxwell. Dans le cas de l'état liquide, la comparaison au préalable des données de la expérimentale permet de valider les modèles structuraux, pour ensuite examiner la dynamique des liquides de Ge-Se à pression ambiante. En partant du postulat que la mobilité atomique du système décroit en devenant plus rigide, l'étude des coefficients de diffusion et de la viscosité à 1050 K a montré des anomalies flagrantes... / Among network forming glasses, chalcogenide glasses are of great importance not only for their optoelectronic applications, but also for the network structure that displays enhanced structural variability due to the covalent bonding network. In this project, we study the Ge-Se binary alloy as the target system in order to investigate the structure and dynamics of the liquid and glassy phases under pressure by using a combination of ab initio molecular dynamics (AIMD) simulations and X-ray scattering experiments...