Surface Patterning (Oberflächenmusterung) bezeichnet die gezielte Erzeugung definierter lateraler und/oder vertikaler Strukturen auf einer Oberfläche im Mikro- bis Nanometerbereich. Ziel ist die kontrollierte Einstellung von Eigenschaften wie Benetzbarkeit, Reibung, Adhäsion, optischem Verhalten, elektrischer Leitfähigkeit oder biologischer Interaktion.

Methodisch lässt sich zwischen topographischer und chemischer Oberflächenstrukturierung unterscheiden, häufig werden beide kombiniert. Topographische Strukturierung umfasst Verfahren wie Lithographie (Photolithographie, Elektronenstrahllithographie, Nanoimprint), Ätzprozesse (nass, trocken, reaktiv-ionenunterstützt) sowie mechanische oder plasma-basierte Texturierung. Ein wichtiger Teilbereich ist die Laser-Oberflächenstrukturierung, etwa durch Ultrakurzpuls-Laser, die periodische Oberflächenstrukturen (LIPSS) im Submikrometerbereich erzeugen können.

Chemische Musterung wird mittels Selbstorganisation (Self-Assembled Monolayers), Mikrocontact-Printing, lokaler Oxidation oder selektiver Funktionalisierung realisiert. Dadurch entstehen laterale Gradienten oder Domänen unterschiedlicher Oberflächenenergie bzw. -chemie, was wesentlich für Mikrofluidik, Biosensorik und Zelladhäsionskontrolle ist.

Wesentliche Herausforderungen sind die Skalierbarkeit auf große Flächen, die Reproduzierbarkeit der Mustergeometrie, die Langzeitstabilität unter Betriebsbedingungen und die Integration in bestehende Herstellungsprozesse. Aktuelle Forschung fokussiert auf hierarchische Multiskalen-Strukturen, kombinierte topographisch-chemische Muster und in-situ-Charakterisierung, um Struktur-Eigenschafts-Beziehungen quantitativ zu erfassen und gezielt zu designen.