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A Focus on Crystallography

Neues Themenheft von FIZ Karlsruhe zum Thema Kristallographie

Welche Rolle spielt das Wissen über kristalline Verbindungen in der Forschung? Wie sind Kristallographie-Daten aufgebaut und wo werden sie verwendet?

Welche Beziehungen bestehen zwischen Kristallinformationen und Mathematik? Diese und viele weitere interessante Fragen werden in dem neuen Themenheft „A Focus on Crystallography“ von Experten anschaulich beantwortet.

FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur hat im Rahmen seiner Focus-Reihe die neue Broschüre „A Focus on Crystallography“ herausgebracht. Die englischsprachige Publikation beschäftigt sich mit den Inhalten der Kristallographie-Datenbank ICSD, beschreibt ihre Entwicklung und erläutert ihre Anwendung anhand von praxisnahen Beispielen. Sie zeigt ebenso die enge Verknüpfung zwischen Kristallographie und Mathematik auf.

ICSD steht für Inorganic Crystal Structure Database und ist eine essentielle numerische Datenbank, welche die weltweit größte Kollektion anorganischer Kristallstrukturen enthält. Sie ist eine hochrenommierte Forschungsgrundlage für Materialwissenschaften und anorganische Kristallographie. Die Anfänge reichen bis 1978 zurück, und seit 1997 wird sie gemeinsam von FIZ Karlsruhe und dem National Institute of Standards (NIST, USA) herausgegeben. Wissenschaftler weltweit nutzen ICSD, z.B. zur Bestimmung von oder für die Suche nach neuen kristallinen Verbindungen.

„Kristallstrukturen sind essentiell für das Verständnis von Festkörpern. So basiert z. B. jede Art von Halbleiterbauteilen, Solarzellen oder Materialien für die Luftfahrt auf kristallographischem Wissen über die Werkstoffeigenschaften. Ohne dieses Wissen wären zahlreiche Innovationen und Entwicklungen in Wissenschaft und Wirtschaft nicht möglich“, betont Sabine Brünger-Weilandt, Direktorin und Geschäftsführerin von FIZ Karlsruhe.

Getrieben durch neue Anwendungsszenarien und technologische Fortschritte, z. B. bei den Messverfahren, entwickelt sich der Wissenschaftszweig der Kristallographie stetig weiter. Dank moderner Computertechnologie sind bei der Berechnung theoretischer Strukturen ebenfalls große Fortschritte zu verzeichnen. Allerdings: Ohne mathematische Methoden wäre die Bestimmung solch hochkomplexer Strukturen nicht möglich.

Der Einfluss der Mathematik reicht jedoch deutlich weiter zurück; sie ermöglichte beispielsweise die Berechnung der platonischen Körper oder Keplers Untersuchung der Schneeflocke. Mathematische Modelle werden z. B. auch benötigt zur Erklärung der nicht-periodischen Quasikristalle, für die 2011 der Nobelpreis vergeben wurde. Dies alles lässt sich detailliert in zbMATH, der weltweit größten und vollständigsten Mathematik-Datenbank, nachverfolgen.

Nicht allein die Dokumentation von Kristallinformationen ist wesentlich. Auch die gezielte Suche, Analyse und Aufbereitung ihrer komplexen Inhalte erfordert mehr denn je geeignete Werkzeuge auf dem neuesten Stand der Technik. In der neuen Focus-Ausgabe werden die Such- und Analysemöglichkeiten in den genannten wissenschaftlichen Datenbanken anhand von Beispielen anschaulich vorgestellt.

„A Focus on Crystallography“ verdeutlicht nicht nur das aktuelle, umfassende Angebot von FIZ Karlsruhe im Bereich der anorganischen Kristallographie, sondern beleuchtet auch die Historie und wagt einen Ausblick auf zukünftige Anwendungsszenarien von Kristallinformationen.

„A Focus on Crystallography” ist als kostenloses PDF verfügbar unter:
http://www.fiz-karlsruhe.de/publications.html