Mikrokapseln sind definiert als partikuläre Systeme mit typischen Durchmessern im Mikro- bis unteren Submillimeterbereich, bei denen ein aktiver Kernstoff (fest, flüssig oder gasförmig) von einer umschließenden Hülle aus Polymeren, anorganischen Materialien oder Hybridstrukturen umgeben ist. Ziel ist die kontrollierte Speicherung, der Schutz und die zeitlich oder räumlich definierte Freisetzung der verkapselten Komponenten.

In der Werkstofftechnik werden Mikrokapseln u. a. in Beschichtungen, Kunststoffen, Klebstoffen und Faserverbunden eingesetzt. Wichtige Funktionen sind Self‑Healing (Freisetzung von Monomeren oder Härtern bei Rissbildung), Korrosionsschutz (verkapselte Inhibitoren), Duft‑ und Wirkstofffreisetzung sowie Phasenwechsel‑Speicherung von Wärme (PCM‑Mikrokapseln in Bau- und Textilmaterialien).

Herstellungstechnisch kommen u. a. interphasige bzw. in‑situ‑Polymerisation, Koazervation, Sprühtrocknung und Sol‑Gel‑Prozesse zum Einsatz. Die Materialwahl für Kern und Hülle bestimmt mechanische Stabilität, chemische Beständigkeit, Permeabilität und thermische Aktivierungsschwellen. Wesentliche Kenngrößen sind Partikelgrößenverteilung, Kapselausbeute, Hüllendicke, Beladungsgrad und Freisetzungskinetik.

Eine wichtige Unterklasse stellen thermisch aufschäumende Mikrokapseln dar, deren Kern meist ein leicht siedendes Treibmittel enthält. Beim Erwärmen erweicht die Hülle und der Innendruck führt zur Volumenzunahme der Partikel; dadurch entstehen geschäumte Strukturen in Polymeren oder Beschichtungen. Insgesamt ermöglichen Mikrokapseln eine gezielte Funktionalisierung von Werkstoffen durch mikrostrukturell definierte, lokal verfügbare Wirkstoffreservoire.