Chemische und biologische Sensorik mit flüssigen Kristallen

Der flüssigkristalline Zustand der Materie entsteht aus orientierungsabhängigen, nicht-kovalenten Wechselwirkungen zwischen Molekülen in kompakten Phasen. Da das Gleichgewicht der intermolekularen Kräfte, das der Bildung flüssiger Kristalle zugrunde liegt, empfindlich ist, kann dieser Zustand der Materie im Allgemeinen leicht durch äußere Reize (wie ein elektrisches Feld in einem Display) gestört werden. In diesem Überblick präsentieren wir die neuesten Bemühungen, die darauf abzielen, die Reaktivität flüssiger Kristalle als Grundlage für chemische und biologische Sensoren zu nutzen. Bei dieser Anwendung von flüssigen Kristallen besteht die Herausforderung darin, flüssigkristalline Systeme zu entwerfen, die bei der Störung durch gezielte chemische und biologische Spezies von Interesse Veränderungen in der Organisation durchlaufen. Die nachfolgend beschriebenen Ansätze konzentrieren sich auf das Design von Oberflächen, die gezielt bindende Spezies selektiv anziehen, was zu oberflächenbedingten Veränderungen in der Organisation der flüssigen Kristalle führt. Da flüssige Kristalle anisotrope optische und dielektrische Eigenschaften besitzen, kann eine Vielzahl von Methoden verwendet werden, um die Veränderungen in der Organisation der flüssigen Kristalle, die durch gezielte chemische und biologische Spezies verursacht werden, auszulesen. Diese Übersicht konzentriert sich auf Prinzipien für Sensoren auf Basis von flüssigen Kristallen, die ein optisches Ausgangssignal liefern.