Der Begriff Capture bezeichnet in den Materialwissenschaften allgemein die gezielte Abscheidung, Bindung oder Einlagerung bestimmter Moleküle, Ionen oder Partikel in einer festen, flüssigen oder hybriden Phase. Typische Beispiele sind die CO₂-Abscheidung und -Speicherung, die Pathogenbindung an funktionalisierte Oberflächen sowie die Adsorption toxischer Spezies an Sorbentien.

Bei der CO₂-Abscheidung werden Capture-Prozesse nach dem Wirkprinzip unterschieden: physikalische oder chemische Adsorption an Feststoffen (z. B. poröse Kohlenstoffe, Metall-organische Gerüstverbindungen), Absorption in Flüssigkeiten (Amine), membranbasierte Separation durch selektiven Transport sowie pyrolytische CO₂-Abscheidung, bei der Kohlenstoff aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen in feste Phasen überführt wird, während gasförmige Ströme entkohlenstofft werden. Zentrale Materialparameter sind spezifische Oberfläche, Porenstruktur, chemische Funktionalisierung, Diffusionskoeffizienten und thermodynamische Selektivität.

In der Pathogenbindung nutzt man Capture-Materialien mit bioreaktiven Oberflächen (Antikörper, Peptide, Aptamere), um Viren oder Bakterien selektiv zu immobilisieren. Hier dominieren biochemische Affinität, Oberflächenenergie, Topographie und mechanische Stabilität der Trägersubstrate.

Übergreifend erfordern Capture-Systeme eine präzise Abstimmung von Kinetik (Aufnahme- und Freisetzungsraten), Zyklenstabilität, Regenerierbarkeit und Skalierbarkeit. Fortschritte ergeben sich v. a. aus rationalem Materialdesign, Multiskalen-Modellierung und gekoppelten Experiment‑Simulation-Ansätzen zur Optimierung von Effizienz und Langzeitstabilität.