Photonische Kristalle sind künstliche Mikrostrukturen, die aus Materialien mit unterschiedlichen dielektrischen Konstanten periodisch angeordnet sind. Ihre photonische Bandlücke kann Strukturfarbe erzeugen und optisch auf äußere Reize reagieren, was im Bereich der intelligenten Sensorik große Aufmerksamkeit erregt. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über allgemeine Aufbau­strategien von kolloidalen photonischen Kristallen, Farbumschlagmechanismen für Sensoren sowie die neuesten Fortschritte in physikalischer, chemischer und biologischer Sensorik. Zunächst werden allgemeine Methoden zum Aufbau photonischer Kristalle wie Verdunstung induzierte, Felder induzierte, Polymerisation induzierte, Übersättigung induzierte und Template-Methoden zusammengefasst und deren Vor- und Nachteile analysiert. Anschließend werden drei typische Sensormechanismen erläutert, die auf Änderungen des Brechungsindex, der Gitterabstände und Übergängen zwischen geordnetem und ungeordnetem Zustand basieren. Weiterhin werden Beispiele für Anwendungen photonischer Kristallsensoren in mechanischer und thermischer Physiksensorik, atmosphärischer/Feuchtigkeits/pH/Ionen-kleiner Molekül-Chemiesensorik sowie immunologischer/Aptamer/Enzym/Moleküldruck-Biosensorik zusammengefasst. Abschließend werden aktuelle Herausforderungen wie Ansprechgeschwindigkeit, Langzeitstabilität und Konsistenz der Massenproduktion aufgezeigt sowie Entwicklungstrends wie multi-mechanistische Synergien, multimodale Fusion und intelligente Integration skizziert, um den Übergang dieses Feldes vom Labor zur praktischen Anwendung zu fördern.

photonische kristalle;selbstassemblierung;strukturfarbe;intelligente sensorik;sichtbare detektion