Patterning bezeichnet in den Materialwissenschaften die gezielte Erzeugung definierter Mikro- und Nanostrukturen in oder auf einem Werkstoff. Im Fokus steht die lateral räumlich aufgelöste Modifikation von Topographie, Chemie oder Phasenverteilung, um Funktionseigenschaften wie Benetzbarkeit, Reibung, Optik, Adhäsion oder biologische Interaktion gezielt einzustellen.

Technologisch lässt sich Patterning grob in additive, subtraktive und transformative Verfahren einteilen. Additive Ansätze (z. B. Lithografie mit nachfolgender Beschichtung) bringen Material lokal auf. Subtraktive Verfahren (z. B. Ätzen, Laserablation) entfernen Material selektiv. Transformative Methoden – etwa Laserinduzierte periodische Oberflächenstrukturen (LIPSS) oder Direkte Laserinterferenzstrukturierung (DLIP) – verändern das Material lokal durch Schmelzen, Rekristallisation oder chemische Modifikation, ohne zwingend Masse zu addieren oder zu entfernen.

Ein zentrales Ziel der Oberflächenmusterung ist die Erzeugung periodischer Strukturen mit wohldefinierter Periodizität und Orientierung. DLIP nutzt Laser-Interferenzmuster, um großflächig periodische Mikrostrukturen im Submikrometer- bis Mikrometerbereich herzustellen. Nanopatternierung adressiert noch kleinere Längenskalen und erlaubt die Steuerung von Plasmonik, Diffusion oder Proteinadsorption.

Für Polymer-Oberflächenstrukturierung und mikromustergeschützte Oberflächen sind zusätzlich Aspekte wie thermomechanische Stabilität, Replikationsfähigkeit (Prägung, Gießen) und Skalierbarkeit entscheidend. Insgesamt ist Patterning ein Schlüsselkonzept, um aus konventionellen Werkstoffen multifunktionale Oberflächen mit hochspezifischen Eigenschaften zu generieren.