Perkolation beschreibt in Werkstoffen den Prozess, durch den ein Fluid oder ein elektrischer Strom durch ein poröses Medium oder ein Netzwerk von Verbindungen hindurchfließt. Das Konzept wird vor allem in der Analyse von Verbundwerkstoffen, porösen Materialien und Zufallsnetzwerken angewendet. Ein zentrales Element der Perkolation ist die Durchdringungsschwelle, also der kritische Punkt, an dem ein zusammenhängender Pfad (Perkolationspfad) im Material entsteht und die kontinuierliche Verbindung ermöglicht. Erst ab dieser Schwelle kann ein signifikanter Materialfluss, wie beispielsweise die Diffusion von Gasen oder die elektrische Leitfähigkeit, wirksam werden.

Die Perkolationstheorie liefert dabei mathematische und physikalische Modelle, um den Übergang von einem nicht-durchgängigen zu einem durchgängigen Zustand zu beschreiben. Dies ist besonders wichtig für das Design und die Optimierung moderner Materialien, bei denen die Steuerung der Porosität und die gezielte Verbindung einzelner Bauteile entscheidend für die Gesamtleistung sind. Beispiele hierfür finden sich in der Entwicklung von Filtrationsmaterialien, Batterieleitern und in der Geologie, wo Wasser durch poröse Gesteine perkoliert.

Durch den Einsatz von Computersimulationen und statistischen Analysen können Forscher komplexe Netzwerke innerhalb von Materialien besser verstehen und optimieren. Dies ermöglicht es, gezielt Parameter zu beeinflussen, um etwa die Stabilität oder die Effizienz eines Systems zu erhöhen.