Un équipe de physiciens dirigé par Tárcius Nascimento Ramos a développé une nouvelle méthode pour réduire le temps requis dans la simulation informatique de spectres d’absorption. Cette méthode, connue sous le nom de INDO/S (Intermédiaire Négligence de Chevauchement Différentiel avec Paramétrisation Spectroscopique), offre une option plus efficace et rentable par rapport aux méthodes actuelles basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT).
La simulation est un outil essentiel dans l’étude des molécules avec une forte probabilité d’absorption de photons de faible énergie. Ces molécules ont une large gamme d’applications, notamment la microscopie à haute résolution, le stockage de données et les traitements médicaux. Cependant, la simulation de grandes molécules nécessite une grande capacité de calcul, prenant souvent des jours voire des mois de traitement.
La méthode INDO/S, bien qu’elle soit considérée comme approximative, s’est avérée être très efficace dans les études théoriques de composés moléculaires volumineux. En remplaçant les calculs informatiquement coûteux par des valeurs tabulées dérivées de données expérimentales spectroscopiques, la méthode a considérablement réduit le temps de calcul à environ quatre heures sur un ordinateur conventionnel.
Dans une étude, Ramos et son équipe ont utilisé la méthode INDO/S pour analyser les spectres d’absorption d’une grande molécule dérivée du stilbène. La molécule, qui se compose de plus de 200 atomes de carbone, d’oxygène et d’hydrogène, présentait des défis uniques en raison de sa flexibilité et de ses propriétés changeantes de forme.
En caractérisant les spectres d’absorption de ces molécules au niveau microscopique, les chercheurs ont constaté que la méthode semi-empirique INDO/S était la plus appropriée pour prédire les propriétés d’absorption des grandes molécules en solution. Ces résultats ont d’importantes implications pour les ingénieurs moléculaires qui cherchent à développer des composés innovants avec une plus grande efficacité dans diverses applications.
L’un des principaux avantages de l’absorption à deux photons est sa haute résolution spatiale, ce qui la rend adaptée à la microscopie des tissus profonds avec un minimum de dommages aux structures environnantes. De plus, l’absorption à deux photons permet la création de structures 3D précises à des fins de stockage de données avec une codification de haute densité par volume.
Cette étude représente une avancée significative dans le domaine de la simulation informatique de spectres d’absorption et ouvre de nouvelles possibilités pour la recherche informatique sur les systèmes moléculaires complexes.