Die Kristallstukturen wurden mit VESTA visualisiert.
Quelle: BAM
Berechnete Materialdaten werden dazu verwendet, die Materialsuche und das Materialdesign zu beschleunigen. Eines der Schlüsselprojekte in diesem Zusammenhang ist das Materials Project. Es stellt eine Datenplattform und Softwaresysteme zur Verfügung. Es hat über 600,000 Nutzende und mit einem Startdatum im Jahr 2011 eine über zehnjährige Geschichte. In dieser Arbeit werden nun die Erfolge dieses Projektes reviewt und die zukünftige Ausrichtung diskutiert: Zum einen werden die Softwaretools dargestellt, die open source und gemeinsam mit der Community entwickelt werden, und zahlreich wiederverendet werden. Sowohl die Datenbanken als auch die Software hat die Forschung in diesem Feld deutlich beschleunigt. Daneben werden Beispiele aufgezeigt, wie das Materials Project für Design und Entdeckung neuer Materialien genutzt werden. Unter anderem konnten mit Hilfe von Materials Project Daten u.a. neue Batteriematerialien, transparente Lochleiterleiter und thermoelektrische Materialien entdeckt werden, was den Erfolg dieses Projektes für das Materialdesign unterstreicht. Die Materialdaten aus dem Materials Projekt waren auch zentral für die Entwicklung von zahlreichen maschinen-gelernten Modellen in dem Feld, inklusive den ersten universell einsetzbaren interatomaren Potentialen. Eine große Nutzerbasis geht auch mit zusätzlichen technischen Herausforderungen einher, deren Lösungen hier auch dargestellt werden. Das umfasst das Update von Datenarchitekturen und das Nutzen und Entwickeln von Cloudresourcen und Webanwendungen. Darüber hinaus werden Zukunftsstrategien diskutiert, um die weiter expandierende Nutzerbasis zu unterstützen. Hier werden auch zusätzliche Datenbeiträge aus der Community diskutiert.
Accelerated data-driven materials science with the Materials Project
Matthew K. Horton, Patrick Huck, Ruo Xi Yang, Jason M. Munro, Shyam Dwaraknath, Alex M. Ganose, Ryan S. Kingsbury, Mingjian Wen, Jimmy X. Shen, Tyler S. Mathis, Aaron D. Kaplan, Karlo Berket, Janosh Riebesell, Janine George, Andrew S. Rosen, Evan W. C. Spotte-Smith, Matthew J. McDermott, Orion A. Cohen, Alex Dunn, Matthew C. Kuner, Gian-Marco Rignanese, Guido Petretto, David Waroquiers, Sinead M. Griffin, Kristin A. Persson
Nature Materials, 2025