Heilung in der Werkstoffwissenschaft bezeichnet die partielle oder vollständige Wiederherstellung der strukturellen und funktionellen Integrität eines geschädigten Werkstoffs. Im engeren technischen Sinn spricht man von Selbstheilung, wenn dieser Prozess ohne externe Reparaturmaßnahmen (z.B. Kleben, Schweißen) abläuft und durch das Materialsystem selbst initiiert und getragen wird.

Das Heilungsverhalten eines Werkstoffs beschreibt Kinetik, Effizienz und Grenzen solcher Prozesse. Typische Metriken sind der geheilte Anteil an Festigkeit, Zähigkeit oder Steifigkeit nach definierten Schädigungs‑ und Heilzyklen. Dabei ist zwischen intrinsischen und extrinsischen Mechanismen zu unterscheiden. Intrinsische Selbstheilung nutzt reversible Bindungen, Polymerkettenmobilität oder thermisch aktivierte Diffusion, um Risse zu schließen. Extrinsische Ansätze integrieren Mikrokapseln, Vaskularsysteme oder eingebettete Heilmittel, die bei Rissbildung freigesetzt und ausgehärtet werden.

Analog zum biologischen Vorbild der Wund‑ und Narbenheilung können in technischen Systemen geheilte Bereiche strukturelle „Narben“ mit modifizierten lokalen Eigenschaften aufweisen. Im Idealfall ist der Heilprozess wiederholt aktivierbar und erlaubt multiple Heilzyklen ohne signifikanten Funktionsverlust. Herausforderungen betreffen die langfristige chemische Stabilität der Heilagenzien, die Kompatibilität mit der Matrix, die Skalierung auf makroskopische Bauteile sowie die Vorhersage des Heilungsverhaltens unter realistischen, meist zyklischen und multiphysikalischen Belastungen.

Heilungs‑ und Selbstheilungskonzepte sind besonders relevant für Polymere, Verbunde, Beschichtungen und zementgebundene Systeme, gewinnen aber auch in Metallen und Keramiken (z.B. durch Ausscheidungs‑ oder Oxidationsprozesse) an Bedeutung. Ziel ist eine signifikante Steigerung von Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit durch adaptive, schädigungstolerante Werkstoffsysteme.