Mineralisierung bezeichnet die Bildung, Ablagerung und Organisation anorganischer Festphasen aus Lösungen, Schmelzen oder biologischen Umgebungen. In der Werkstoffforschung umfasst der Begriff sowohl geologische Mineralbildung als auch Biomineralisierung und technisch-biomimetische Prozesse.

Auf mikroskopischer Ebene beruht Mineralisierung auf Keimbildung (homogen oder heterogen) und nachfolgendem Kristallwachstum. Dabei bestimmen Übersättigung, Ionenaktivitäten, pH-Wert, Temperatur und Anwesenheit von Inhibitoren oder Promotoren die Kinetik und Morphologie der entstehenden Phase. Organische Matrizes oder Grenzflächen können die Nukleation energetisch begünstigen und die Kristallorientierung steuern.

In biologischen Systemen führt kontrollierte Mineralisierung zur Ausbildung hierarchischer Kompositstrukturen wie Knochen, Dentin oder Schalen. Typische Minerale sind Calciumphosphate (z.B. Hydroxylapatit) und Calciumcarbonate. Spezifische Makromoleküle (Proteine, Polysaccharide) regulieren Mineralisationsmechanismen, indem sie Kristallkeime stabilisieren, bestimmte Kristallflächen selektiv binden oder amorphe Vorstufen (z.B. amorphes Calciumphosphat) temporär stabilisieren.

Werkstofftechnisch ist die gezielte Steuerung von Mineralisation zentral für bioaktive Keramiken, Implantatbeschichtungen sowie zementartige und geopolymere Werkstoffe. Biomimetische Mineralisation nutzt hierbei Prinzipien der Biomineralisierung, um unter milden Bedingungen strukturierte, funktionalisierte anorganische Phasen zu erzeugen. Störungen im Prozess, etwa Hypomineralisierung, führen zu mangelhaften mechanischen Eigenschaften und dienen als Modell zur Aufklärung kritischer Prozessparameter.