Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wenn weniger Parameter besser sind

22.11.2016

Utl. ChemikerInnen zeigen Fehleranfälligkeit bei chemischen Modellierungsmethoden auf

Neben dem klassischen Experiment ist die Modellierung auf dem Computer mittlerweile wichtiger Bestandteil der modernen Forschung. WissenschafterInnen der Universität Wien haben nun aufgezeigt, dass das CASPT2-Verfahren, eine Methode zur genauen Berechnung molekularer Eigenschaften, aufgrund eines schadhaften Korrekturparameters häufig fehlerhaft angewandt wurde.


Eine groß angelegte systematische Vergleichsstudie an der Universität Wien zeigt die fehlerhafte Anwendung einer etablierten quantenchemischen Methode auf.

Copyright: Patrick Zobel, Universität Wien


Das Team des Instituts für Theoretische Chemie (v.l.n.r.: Patrick Zobel, Leticia González, Juan José Nogueira Pérez).

Copyright: Markus Oppel, Universität Wien

Dies stellt die Genauigkeit vieler bisher veröffentlichter Ergebnisse in Frage und ruft zur Vorsicht bei ihrer Interpretation auf. Die Studie hierzu ist kürzlich im renommierten Fachmagazin "Chemical Science" erschienen.

Es gibt in der Quantenchemie verschiedene Methoden zur möglichst effizienten Berechnung molekularer Eigenschaften. Für anwendungsorientierte Themenbereiche wie die Erforschung erneuerbarer Energiequellen, aber auch biologisch relevante Themen wie der Einfluss des Sonnenlichts auf das Erbgut von Lebewesen ist es wichtig, die elektronischen Zustände der Moleküle exakt beschreiben zu können.

Das CASPT2-Rechenverfahren hat sich hierbei als jene Methode etabliert, die bei vertretbarem Rechenaufwand sehr genaue Ergebnisse liefern kann. Um die Genauigkeit des Verfahrens zu erhöhen wurde ein Korrekturparameter eingeführt, der systematische Fehler bei der Berechnung molekularer Eigenschaften beseitigen sollte.

ForscherInnen der Universität Wien um Leticia González konnten nun in einer breit angelegten Studie zeigen, dass die Benutzung des Korrekturparameters im Allgemeinen nicht nur nicht gerechtfertigt ist, sondern sich sogar negativ auf die Ergebnisse der quantenchemischen Berechnungen auswirken kann.

"Wir haben die CASPT2-Methode in unseren Studien zu nitropolyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen verwendet, einer Gruppe von Umweltgiften, die im Verdacht stehen, nach Bestrahlung durch UV-Licht krebserregend zu sein", so Patrick Zobel, Mitautor der Studie und Doktorand der Arbeitsgruppe González. "Bei unseren Berechnungen stießen wir auf Ungereimtheiten, die uns dazu veranlassten die Parametrisierung der Methode in Frage zu stellen."

Anschließend wurden mithilfe des Supercomputers Vienna Scientific Cluster Vergleichsrechnungen durchgeführt. Diese Simulationen in Kombination mit einer systematischen Auswertung bereits publizierter Daten führten zur Schlussfolgerung, dass die Verwendung des Parameters innerhalb der CASPT2-Methode nicht empfehlenswert ist. Als Ergebnis empfehlen die Autoren daher, die CASPT2-Methode, wie ursprünglich vorgesehen, parameterfrei zu verwenden.

Publikation in "Chemical Science"
J. Patrick Zobel, Juan J. Nogueira and Leticia González: The IPEA Dilemma in CASPT2. In: Chemical Science
DOI: 10.1039/C6SC03759C
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/sc/c6sc03759c#!divAbstract

Wissenschaftlicher Kontakt
Univ.-Prof. Dr. Leticia González
Institut für Theoretische Chemie
Universität Wien
1090 Wien, Währinger Straße 17
T +43-1-4277-527 50
M +43-664-602 77-527 50
leticia.gonzalez@univie.ac.at

Rückfragehinweis
Stephan Brodicky
Pressebüro der Universität Wien
Forschung und Lehre
1010 Wien, Universitätsring 1
T +43-1-4277-175 41
stephan.brodicky@univie.ac.at

Offen für Neues. Seit 1365.
Die Universität Wien ist eine der ältesten und größten Universitäten Europas: An 19 Fakultäten und Zentren arbeiten rund 9.600 MitarbeiterInnen, davon 6.800 WissenschafterInnen. Die Universität Wien ist damit die größte Forschungsinstitution Österreichs sowie die größte Bildungsstätte: An der Universität Wien sind derzeit rund 93.000 nationale und internationale Studierende inskribiert. Mit über 180 Studien verfügt sie über das vielfältigste Studienangebot des Landes. Die Universität Wien ist auch eine bedeutende Einrichtung für Weiterbildung in Österreich. http://www.univie.ac.at

Stephan Brodicky | Universität Wien

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nesseltiere steuern Bakterien fern
21.09.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Die Immunabwehr gegen Pilzinfektionen ausrichten
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

23. Baltic Sea Forum am 11. und 12. Oktober nimmt Wirtschaftspartner Finnland in den Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

6. Stralsunder IT-Sicherheitskonferenz im Zeichen von Smart Home

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

OLED auf hauchdünnem Edelstahl

21.09.2017 | Messenachrichten

Weniger (Flug-)Lärm dank Mathematik

21.09.2017 | Physik Astronomie

In Zeiten des Klimawandels: Was die Farbe eines Sees über seinen Zustand verrät

21.09.2017 | Geowissenschaften