고분자 역학화학은 기계적 힘을 이용하여 화학 반응을 촉발하며, 여기서 힘에 의한 변색 효과는 기계적 자극을 시각화 가능한 광학 신호로 전환할 수 있어 재료 내부 응력 분포를 특성화하는 핵심 도구이다. 힘에 민감한 기 부활성은 자체 활성화 응력 임계값뿐만 아니라 기질의 화학 환경 및 네트워크 위상 구조와도 밀접하게 관련되어 있다. 게다가 단일 힘 민감 기는 종종 단일 반응 신호만 방출할 수 있으나, 다중 힘 민감 기의 연속적 협동 활성화 또는 점진적 활성화는 더 풍부한 역학화학적 행동을 제공하므로 독특한 연구 가치를 가진다. 본 연구에서는 비페닐 브리지 기반의 이중 스피로피란 힘 민감 기(BDSP)를 설계 합성하여 기질 극성과 네트워크 구조가 BDSP 활성화 행동에 미치는 영향 메커니즘을 규명하고자 하였다. 자외선 분광법을 통해 단일 개환(BDSPo-c, 560~610 nm) 및 이중 개환(BDSPo-o, 645~683 nm)의 특성 스펙트럼을 확인하였다. 또한 BDSP를 교차결합된 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트 다중 네트워크 엘라스토머에 공저입시켜 인시투 자외선 가시광선 분광법으로 인장 과정 중 구조 변화를 추적하였다. 본 연구는 이중 스피로피란 활성화에 대한 기질 극성과 네트워크 위상 구조의 조절 규칙을 밝히며, 보다 민감하고 효율적인 힘 반응 기능성 고분자 재료 개발에 새로운 아이디어를 제공한다.

힘에 의한 변색; 비페닐 브리지 이중 스피로피란 힘 민감 기; 광변색; 기질 효과; 다중 네트워크 위상