Verkapselung bezeichnet in der Werkstofftechnik das gezielte Umschließen einer aktiven oder schützenswerten Phase (Partikel, Flüssigkeit, Zelle, Bauteil) mit einem kontinuierlichen Hüllmaterial. Ziel ist die Kontrolle des Stoff- und Energietransports zwischen Kern und Umgebung, etwa zum Schutz vor Degradation, zur gesteuerten Freisetzung oder zur elektrischen und chemischen Isolation.

Strukturell wird zwischen Mikro- und Nanoverkapselung (z.B. funktionale Additive in Polymeren), Zelleinkapselung und bauteilbezogener Epoxidverkapselung elektronischer Bauelemente unterschieden. Wichtige Kenngrößen sind Verkapselungseffizienz (Anteil der tatsächlich eingeschlossenen Kernsubstanz), Beladungsgrad sowie Permeabilität und mechanische Integrität der Hülle.

Als Verkapselungsmaterialien dienen Polymere (z.B. Alginate, PEG-Hydrogele, Epoxidharze), anorganische Oxide (SiO₂, Al₂O₃) oder Hybridwerkstoffe. Sie werden hinsichtlich chemischer Stabilität, Diffusionsverhalten, Biokompatibilität (bei mikrobieller und 3D-Zellverkapselung) und Verarbeitbarkeit ausgewählt. Bei flexiblen Substraten ist zusätzlich die Ermüdungs- und Rissbeständigkeit unter zyklischer Biegung entscheidend.

Funktional ermöglicht Verkapselung u.a. selbstheilende Verbundwerkstoffe (Mikrokapseln mit Heilharz), korrosionsinhibierende Beschichtungen, langzeitstabile optoelektronische Bauteile (Barriereschichten gegen O₂/H₂O) sowie die Immobilisierung von Bakterien und Zellen für biotechnologische Prozesse. Herausforderungen liegen in der Skalierbarkeit, der reproduzierbaren Kernverteilung, der Langzeitstabilität der Hülle und dem Verständnis gekoppelter Transport‑ und Degradationsprozesse auf Mikro- und Makroskalen.