Computergestützte Materialdatenbanken bilden heute eine zentrale Infrastruktur für die datengetriebene Entdeckung anorganischer Materialien – ihr Wachstum ist jedoch je nach Eigenschaftsklasse bemerkenswert ungleich. Die vorliegende Perspektivstudie vereint eine systematische Erhebung gängiger DFT-Software (Dichtefunktionaltheorie), eine Bewertung von Berechnungskosten und Glaubwürdigkeit für neunzehn Material-Eigenschaftsfamilien sowie eine Analyse der Abdeckung bestehender Datenbanken zu einem kohärenten Lagebild.
Kernbefund: Das Ökosystem der First-Principles-Codes ist methodisch ausgereift – für praktisch jede technologisch relevante Eigenschaft existiert mindestens ein produktionsreifes Programm. Der Engpass ist nicht mehr die methodische Fähigkeit, sondern die „Ökonomie des Vertrauens": Welche Eigenschaften lassen sich günstig und zugleich genau genug berechnen, um sie im Datenbankmaßstab zu ernten?
Eine Gartner-artige Reifegradanalyse zeigt eine scharfe Zweiteilung: Grundzustandsstruktur, Energetik, Elastizität und Topologie werden routinemäßig produziert. Demgegenüber fehlen für neun Eigenschaftsfamilien – darunter NMR/EPR-Parameter, Core-Level-Spektren, Elektron-Phonon-Eigenschaften, Wärmeleitfähigkeit und Quantentransport – systematische computergestützte Datenbanken vollständig.
Diese „leeren Zonen" definieren nach Ansicht der Autoren die wissenschaftliche Chance des nächsten Jahrzehnts. Vorgeschlagen wird eine Drei-Horizonte-Roadmap: kurzfristig Konsolidierung von Abdeckung und Interoperabilität; mittelfristig Industrialisierung mittelteurer Eigenschaften durch surrogatbeschleunigte Workflows; langfristig die Eroberung der Hochkosten-Frontier mittels maschinell erlernter interatomarer Potenziale, autonomer Recheninfrastruktur und gemeinschaftlicher Daten-Governance.
Hintergrund: Bekannte Beispiele solcher Datenbanken sind das Materials Project, OQMD, AFLOW und NOMAD, die hunderttausende berechnete Verbindungen bereitstellen und etwa die Suche nach Batterie- und Katalysatormaterialien beschleunigen.
Entitäten: dichtefunktionaltheorie | methode materialdatenbank | konzept nmr-spektroskopie | methode epr-spektroskopie | methode wärmeleitfähigkeit | konzept elektron-phonon-kopplung | konzept quantentransport | konzept maschinell gelernte interatomare potentiale | konzept surrogatmodell | methode
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