Interaktionen bezeichnen in der Werkstofftechnik die physikalischen und chemischen Wechselwirkungen zwischen Teilchen, Phasen, Feldern oder Strukturen über verschiedene Längen- und Zeitskalen hinweg. Sie bestimmen maßgeblich Mikrostruktur, Eigenschaften und Lebensdauer von Werkstoffen.

Auf atomarer Ebene umfassen Interaktionen u. a. Bindungskräfte, Solutwechselwirkungen zwischen Legierungselementen und Phonon-Interaktionen, welche Wärmeleitung und mechanische Dämpfung kontrollieren. Versetzungs-Solut-Wechselwirkungen steuern Festigkeitsmechanismen wie Mischkristall- und Ausscheidungshärtung.

Auf mesoskopischer Skala sind Faser-Matrix-Interaktionen in Verbundwerkstoffen und Phasen- sowie Korngrenzenwechselwirkungen zentral. Sie beeinflussen Lastübertragung, Rissinitiierung und -ausbreitung sowie Kriech-Ermüdungs-Interaktionen unter komplexer thermomechanischer Belastung.

Auf makroskopischer Ebene sind Grenzflächen- und Oberflächenwechselwirkungen entscheidend, z. B. bei der Laser-Material-Wechselwirkung, der Hochtemperatur-Wechselwirkung mit Gasatmosphären oder Flüssigkeits-Struktur-Interaktionen in strömungsbelasteten Systemen. In biohybriden Systemen spielen Zell-Material- und Blutplättchen-Interaktionen eine Schlüsselrolle für Biokompatibilität und Funktionalität.

Die quantitative Beschreibung von Interaktionen erfolgt mittels Mehrskalenmodellierung, von quantenmechanischen Methoden über Kontinuumsmechanik bis zu gekoppelten Feldproblemen. Das gezielte Engineering von Interaktionen – etwa durch Legierungsdesign, Oberflächenmodifikation oder Grenzflächenarchitektur – ist ein Kernansatz zur Entwicklung leistungsfähiger und zuverlässiger Werkstoffe.