An der TU Wien wurde die Computersoftware „WIEN2k“ entwickelt, mit der man in der Materialforschung in atomare Dimensionen vordringen kann. Chemische Bindungen können mit diesem Programm simuliert werden. Für die moderne Materialwissenschaft ist das von großer Bedeutung. Weltweit wird WIEN2k heute verwendet, nun feiert man ein Jubiläum: Die 2000. Softwarelizenz für WIEN2k wurde vergeben – das zeigt deutlich, welche Wertschätzung der Wiener Entwicklung weltweit entgegengebracht wird.

Sensoren, Solarzellen, Computerspeicher
Für die Entwicklung moderner Materialien, wie sie in Sensoren, in der Photovoltaik und in Katalysatoren verwendet werden, sind Quanten-Computersimulationen unverzichtbar geworden. Auch magnetische und optische Speichermedien, wie sie in jeder Digicam oder jedem PC eingesetzt werden, lassen sich nur durch quantenphysikalische Computersimulationen verstehen. Die chemische Bindung wird durch den Zustand der Elektronen bestimmt – und die lassen sich durch die klassische Mechanik nicht beschreiben.

Materialeigenschaften berechnen
Was Walter Kohn, der in Wien geboren ist, 1998 zum Nobelpreis für Chemie verhalf, nämlich seine Dichtefunktionaltheorie, wurde von zwei Wissenschaftern an der TU Wien noch weiter vorangetrieben. Sie haben mit WIEN2k ein Computerprogramm entwickelt, mit dem man die Eigenschaften eines Kristalls aus seiner atomaren Zusammensetzung berechnen kann. Ob ein Kristall ein Leiter oder Nichtleiter, weich oder hart, oder magnetisch ist, lässt sich am Computer herausfinden, wenn man weiß, aus welchen Atomen er besteht.

WIEN2k wurde während der letzten 30 Jahre von einer Forschergruppe rund um Peter Blaha und Karlheinz Schwarz am Institut für Materialchemie an der TU Wien entwickelt. Es wurde nach der Stadt benannt, in der das Programm entstand, und nach dem für die IT-Branche heiklen Jahr 2000 (2k). Heute könnte 2k auch für die 2000. Lizenzen stehen, die weltweit vergeben wurde.

Österreich an der Weltspitze
Was kann WIEN2k konkret leisten?  Prof. Karlheinz Schwarz beschreibt es so: „Wenn es gelingt aus der atomaren und der elektronischen Struktur zu verstehen, warum ein Material bestimmte Eigenschaften besitzt, dann kann man gezielt Materialverbesserungen erreichen. Man muss daher nicht (nach trial-and-error) alle Möglichkeiten praktisch ausprobieren, sondern kann durch Computersimulationen auf der Basis von Verständnis gezielt vorgehen. Wir sind stolz darauf, dass es einer Gruppe aus Österreich gelungen ist, sich in diesem Gebiet weltweit zu etablieren und WIEN2k - insbesondere was die Genauigkeit betrifft - wahrscheinlich zum führenden Standard zu machen. Dieser Tage wurde für unser Computerprogramm die 2000. Lizenz vergeben und zwar an die Oakland University in Rochester, Michigan, USA. Für uns ist das ein Grund zu feiern.“

Zu den Lizenznehmern von WIEN2k gehören sowohl die Industrie - bekannte Firmen wie Canon, IBM, Motorola, Osram, Samsung, Siemens, Sony, Toyota, … - als auch renommierte Universitäten wie z. B. das MIT, die ETH Zürich, Harvard, Princeton, Oxford, Beijing, die Max-Planck Institute und noch viele mehr.

Die Gruppe der TU Wien hat für das Computerprogramm WIEN2k bisher schon 19 Workshops veranstaltet. Ziel der Workshops war und ist, sowohl die grundlegenden Konzepte zu vermitteln wie auch die praktische Durchführung am Computer zu erlernen. Viele der  Workshops fanden in Wien statt, aber andere auch in Triest, Isfahan (Iran), 5 in Penn State (USA), Kyoto, Los Angeles, Singapore, Nantes und Tokyo.
 

Webtipp: <link http: www.wien2k.at>www.wien2k.at

Nähere Information:
Univ. Prof. Dr. Karlheinz Schwarz
Institut für Materialchemie
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
T: +43-1-58801-165301
M: +43-676-9578686
<link>kschwarz@theochem.tuwien.ac.at