Structural colors in nature have inspired the design of diverse photonic structures, which can interact with light via interference, diffraction or scattering. Among them, responsive soft material-involved photonic structures uniquely feature large volumetric changes upon external stimuli. The volumetric changes result in peak/valley shift of reflection spectra and perceptible color changes, providing responsive soft material-based structural color systems capability of serving as sensors for detecting chemical and biological analytes. Synthetic polymers and some natural materials are the most studied and utilized responsive soft materials for constructing structural color sensors, by tuning the thickness and morphology of formed films, or incorporating them into template structures, or their self-assembling. In this review article, structural colors in nature are firstly introduced, followed by discussing recent developments of promising responsive soft material-based structural color sensors, including the design of structural color sensors based on synthetic polymers and natural materials, as well as their applications for chemical sensing, biosensing, and multi-analyte sensing with sensor arrays. For specific sensing of chemicals and biomolecules, the sensing performance is evaluated in terms of detection range, sensitivity, response time, and selectivity. For multi-analyte sensing, cross-reactive structural sensor arrays based on simply a single soft material will be shown capable of discriminating various series of similar compounds. The future development of structural color sensors is also proposed and discussed.

自然界中的结构色激发了多种光子结构的设计，这些光子结构可以通过干涉，衍射或散射与光相互作用。其中，响应性柔软的涉及材料的光子结构独特地具有外部刺激后体积变化大的特点。体积变化导致反射光谱的峰/谷移动和可感知的颜色变化，从而提供了基于软材料的响应式结构颜色系统的功能，可以用作检测化学和生物分析物的传感器。合成聚合物和某些天然材料是通过构造薄膜的厚度和形态，或将其结合到模板结构中或自行组装而成的，用于构造结构颜色传感器的研究最多且利用最充分的响应性柔软材料。在这篇评论文章中，首先介绍了自然界中的结构颜色，然后讨论了有前途的基于响应式软材料的结构颜色传感器的最新发展，包括基于合成聚合物和天然材料的结构颜色传感器的设计及其在化学传感，生物传感，以及带有传感器阵列的多分析物传感。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。随后讨论了有前途的基于响应式软材料的结构颜色传感器的最新发展，包括基于合成聚合物和天然材料的结构颜色传感器的设计，以及它们在化学传感，生物传感和带有传感器阵列的多分析物传感中的应用。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。随后讨论了有前途的基于响应式软材料的结构颜色传感器的最新发展，包括基于合成聚合物和天然材料的结构颜色传感器的设计，以及它们在化学传感，生物传感和带有传感器阵列的多分析物传感中的应用。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。包括基于合成聚合物和天然材料的结构颜色传感器的设计，以及它们在化学传感，生物传感和带有传感器阵列的多分析物传感中的应用。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。包括基于合成聚合物和天然材料的结构颜色传感器的设计，以及它们在化学传感，生物传感和带有传感器阵列的多分析物传感中的应用。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。对于化学物质和生物分子的特定感测，将根据检测范围，灵敏度，响应时间和选择性对感测性能进行评估。对于多分析物感测，将显示仅基于单一软材料的交叉反应结构传感器阵列，能够区分各种系列的相似化合物。还提出并讨论了结构颜色传感器的未来发展。