高分子機械化学は機械的力を利用して化学反応を引き起こし、その中で力誘起変色効果は機械的刺激を可視化可能な光学信号に変換でき、材料内部の応力分布を特徴付けるための重要なツールである。力感受性基の活性化挙動は、それ自体の活性化応力閾値だけでなく、マトリックスの化学環境やネットワークのトポロジーとも密接に関連している。さらに、単一の力感受性基はしばしば単一の応答信号しか放出できないが、多力感受性基の直列協同活性化または段階的活性化は、より豊かな機械化学挙動を提供するため、独自の研究価値を持つ。本研究では、ビフェニル架橋型の二重スピロピラン力感受性基（BDSP）を設計合成し、マトリックスの極性およびネットワーク構造がBDSPの活性化挙動に与える影響機構を明らかにすることを目的とした。紫外可視分光法により、単一開環（BDSPo-c、560～610 nm）および二重開環（BDSPo-o、645～683 nm）の特徴スペクトルを確認した。さらに、BDSPを架橋ポリウレタンおよび多ネットワークポリアクリレートエラストマーに共有結合的に導入し、伸張過程における構造変化をインシチュ紫外可視分光法で追跡した。本研究は、二重スピロピランの活性化挙動に及ぼすマトリックスの極性およびネットワークトポロジーの制御則を明らかにし、より高感度で効率的な力応答機能性高分子材料の構築に新たな視点を提供する。

力誘起変色;ビフェニル架橋二重スピロピラン力感受性基;光変色;マトリックス効果;多ネットワークトポロジー