광자 결정 센서는 광자 결정의 주기적 구조를 이용하여 외부 환경 변화를 전달하며, 목표 환경 자극을 구조색, 회절 피크 또는 반사 스펙트럼 신호로 변환할 수 있어 현장 환경 모니터링에서 직관적이고 빠르며 라벨이 필요 없는 검출의 장점을 갖는다. 본 논문은 콜로이드 광자 결정(CPCs) 센서를 중심으로 그 구조 설계, 반응 메커니즘 및 환경 오염 물질 검출 연구의 진전을 체계적으로 검토하였다. 우선 1차원, 2차원 및 3차원 CPCs의 광학 원리를 개괄하며 격자 간격, 유효 굴절률 및 구조 질서 변화가 감지 신호 조절에 미치는 영향을 설명한다; 이후 광자 결정 수젤, 인공 오팔/역 오팔, 구형 콜로이드 결정 미세구 및 금속 유기 골격체(MOFs) 복합 광자 결정을 포함한 주요 구조 및 소재 설계 전략을 정리하였다; 이를 바탕으로 CPCs 센서의 기상, 액상, 산업 및 농업 분야 환경 오염 물질 검출의 대표적 응용을 중점적으로 평가하였다. 마지막으로 CPCs 센서의 안정성, 배치 일관성, 간섭 저항성 및 휴대용 판독 측면의 한계를 요약하고 다변량 신호 수집, 기계 학습 지원 분석 및 통합 장치 분야의 발전 전망을 제시하였다.

광자 결정 센서;콜로이드 광자 결정;구조색;환경 오염 물질;현장 검출