フォトニック結晶は、異なる誘電率を持つ材料が周期的に配列された人工微細構造であり、そのフォトニックバンドギャップは構造色を生成し、外部刺激に対して光学的応答を示し、スマートセンサー分野で注目されている。本論文は、コロイドフォトニック結晶の一般的な構築戦略、センシングによる変色メカニズム、そして物理、化学および生物センシングにおける最新の進展を体系的にレビューする。まず、蒸発誘導、外部場誘導、重合誘導、過飽和度誘導およびテンプレート法など、フォトニック結晶の一般的な構築法をまとめ、それぞれの利点と制約を分析した。次に、屈折率変化、格子間隔変化、および秩序‐無秩序転移に基づくフォトニック結晶の3つの典型的なセンシングメカニズムを説明する。さらに、フォトニック結晶センサーの機械的力・温度物理センシング、大気／湿度／pH／イオン・低分子化学センシング、免疫／アプタマー／酵素／分子印跡生物センシングにおける適用例をまとめた。最後に、現在直面する応答速度、長期安定性および大量生産の一貫性といった課題を指摘し、多機構協調、多モーダル融合および知能的統合の発展方向を展望し、本分野の実験室から実用への移行に参考とする。

フォトニック結晶;自己組織化;構造色;スマートセンシング;可視化検出