Rezeptoren sind spezialisierte Makromoleküle, meist Proteine, die selektiv an Liganden (Ionen, kleine Moleküle, Peptide, Proteine) binden und dadurch eine spezifische biologische Antwort auslösen. Typische Klassen sind membranständige Rezeptoren (z.B. G‑Protein‑gekoppelte Rezeptoren, Tyrosinkinase‑Rezeptoren) und intrazelluläre Rezeptoren (z.B. Steroidhormon‑Rezeptoren).

In der Werkstofftechnik gewinnen Rezeptoren vor allem an Bioschnittstellen Bedeutung, etwa bei Biosensoren, Implantaten und mikrofluidischen Systemen. Hier dienen sie als hochselektive funktionelle Einheiten, die in oder auf Materialien immobilisiert werden, um physikalisch‑chemische Signale (Konzentrationen, Strukturmotive) in messbare Signale (optisch, elektrochemisch, mechanisch) zu übersetzen.

Die Funktionalität rezeptorbasierter Materialien hängt von (i) der Erhaltung der nativen Konformation nach Immobilisierung, (ii) der Orientierungs‑ und Dichtekontrolle an der Oberfläche, (iii) der Stabilität gegen Denaturierung und Fouling sowie (iv) der Kinetik und Thermodynamik der Ligandenbindung ab. Oberflächenchemien auf Basis von SAMs, Polymeren oder bioorthogonalen Kopplungsreaktionen werden genutzt, um Rezeptoren definiert zu fixieren.

Rezeptoren dienen zudem als Vorbild für synthetische Rezeptoren wie molekular geprägte Polymere oder supramolekulare Wirts‑Gast‑Systeme, die ähnliche Selektivität in robusteren, rein synthetischen Werkstoffen bereitstellen. Damit sind Rezeptoren ein Schlüssellink zwischen molekularer Biologie und funktionalisierten technischen Materialien.