Es wurde eine neuartige, auf Orthophenol basierende doppelschraubige mechanochemische chromogene Gruppe ISO-ABPX entworfen und synthetisiert sowie deren photo- und mechanochemisches Verhalten und Mechanismen in Polyurethan (PU) und Doppelnetz-Elastomeren (PMA-PU) systematisch untersucht. Die Studie ergab, dass unter Bestrahlung mit 365 nm UV-Licht oder äußerem Druck ISO-ABPX nur die Ringspaltung einer einzigen Schraube erfährt, wodurch ein geöffnetes und geschlossenes Zustand (ISO-ABPX_OC) mit charakteristischen Absorptionsbändern bei 520 und 557 nm entsteht, begleitet von einer signifikanten Fluoreszenzsteigerung bei 592 nm; die zweite Schraube bleibt unter Licht- und Krafteinwirkung stabil und öffnet sich nur schwer. Durch die Konstruktion einer Doppelnetzstruktur (PMA-PU) wird die photochromatische Reaktion des Materials deutlich unterdrückt, während sich die mechanochemischen Veränderungen weiterhin deutlich zeigen, was eine selektive Stimulusantwort widerspiegelt. Die Studie zeigte außerdem, dass das System ISO-ABPX@PU nach Erwärmung auf 40 ℃ reversibel in den ursprünglichen geschlossenen Zustand zurückkehrt und eine gute Zyklusbeständigkeit aufweist. Theoretische Berechnungen (CoGEF) zeigten, dass die zum Brechen der C―N-Schraubenbindung erforderliche Kraft etwa 4,37 nN beträgt, was den experimentell beobachteten Pfad der Ringspaltung einer einzelnen Schraube energetisch unterstützt. Diese Arbeit erweitert nicht nur die Strukturtypen von mechanisch reagierenden Doppelschraubenmolekülen, sondern bietet auch eine neue molekulare Designstrategie und experimentelle Grundlage für die Entwicklung reversibler, multimodaler intelligenter mechanischer Sensorsysteme.

doppelschraubige mechanoempfindliche Gruppe; Polymermechanochemie; Mechanochromismus; Photochromismus; Doppelnetz-Elastomere