니트로 방향족 폭발물로 인한 지속적인 공공 안전 위협에 대응하기 위해, 고감도 및 고선택성 검출 방법을 개발하는 것이 매우 중요하다. 특히, 새로운 구조와 독특한 센싱 메커니즘을 가진 비공액 폴리머의 개발은 이 분야에서 여전히 큰 도전 과제이다. 본 연구에서는 비전통적인 발광 특성을 지닌 새로운 불포화 폴리머(폴리프로필렌)를 형광 탐침으로 사용하여, 주쇄 구조와 측쇄 작용기(페닐 및 할로겐화 페닐)가 니트로 방향족 화합물의 형광 반응에 미치는 구조-활성 관계를 연구하였다. 결과는 해당 폴리머 계열이 2,4,6-트리니트로페놀(TNP), 2,4,6-트리니트로톨루엔(TNT), 니트로벤젠(NB)에 대해 유의미한 동적 형광 소광 효과를 나타내며, 특히 TNP에 대한 반응이 두드러져 소광 상수(K_sv)가 1.43×10⁶ L/mol에 달하고 검출 한계(LOD)가 1.54×10^-7 mol/L에 이르렀으며, 종합 성능이 대부분 보고된 형광 탐침 물질을 능가하였다. 메커니즘 연구는 3-페닐 폴리프로필렌(P3-PhAY) 주쇄의 초공액 효과와 2-할로겐 페닐 폴리프로필렌(P2-4FPhAY, P2-4ClPhAY, P2-4BrPhAY) 측쇄의 할로겐이 광유도 전자 전이(PET) 과정을 증폭시키며, TNP와의 독특한 형광 공명 에너지 전이(FRET) 경로가 시스템에 매우 높은 선택성을 부여함을 보여주었다. 본 연구는 폭발물 검출을 위한 고성능 탐침을 제공할 뿐만 아니라, "구조-메커니즘-성능" 관계를 밝힘으로써 차세대 비공액 폴리머 형광 센서 설계를 위한 새로운 전략과 이론적 근거를 제시한다.

폴리프로필렌; 폭발물 검출; 형광 소광; 광유도 전자 전이; 형광 공명 에너지 전이