Retention in Werkstoffen und Systemen

Retention bezeichnet in der Werkstofftechnik und angrenzenden Disziplinen die zeitlich begrenzte oder dauerhafte Zurückhaltung von Atomen, Ionen, Molekülen oder Partikeln in einem festen, flüssigen oder porösen System. Sie ist ein Mehrskalenphänomen, das von atomaren Bindungsmechanismen bis hin zu makroskopischem Stofftransport reicht.

Auf mikroskopischer Ebene wird Retention durch Wechselwirkungen wie chemische Bindung, Adsorption, ionische Einlagerung (Interkalation) oder mechanische Einschließung in Defekten und Poren bestimmt. In Metallen und Keramiken spielt die Bindung an Leerstellen, Versetzungen und Korngrenzen eine zentrale Rolle, etwa bei der Wasserstoff‑ oder Heliumretention unter Bestrahlung.

In porösen Werkstoffen (z. B. Filtermedien, Katalysatorträgern, geologischen Speichern) beschreibt Retention das Zusammenspiel von Sorption, Kapillarkräften und Diffusion, das über Durchbruchskurven quantifiziert wird. Verwandte Begriffe sind etwa Farbstoffretention in polymeren Membranen, Gadolinium‑Rückhaltung in Abschirm‑ oder Kontrastmitteln sowie Injektionsretention bei der Infiltration von Suspensionen in poröse Substrate.

Ingenieurwissenschaftlich ist Retention eine Schlüsselfunktion für Trennprozesse, Korrosionsschutz, nukleare Entsorgung, Wirkstofffreisetzung und die Gestaltung reaktiver Grenzflächen. Sie wird mittels Transport‑ und Sorptionsmodellen (z. B. Mehrzonen‑Advektion‑Diffusion, isotherme Sorptionsgleichungen) beschrieben und ist stark abhängig von Temperatur, Mikrostruktur, chemischem Milieu und Strahlungsumgebung.

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