고분자 네트워크에서의 힘 전달 경로 규명: 스피로피란 힘 센싱 분자를 통한 backbone과 crosslinker의 비교
발표자
김지원 (한국과학기술연구원)
연구책임자
김재우 (한국과학기술연구원)
초록
내용
고분자 네트워크 내에서 기계적 힘이 전달되는 경로를 이해하는 것은 고분자의 기계적 강인성 향상과 기능성 구현에 핵심적입니다. 본 연구에서는 분자 수준의 힘 센서로 스피로피란을 활용해, 외부에서 가해진 기계적 힘이 고분자 네트워크를 통해 어떻게 전달되는지를 최초로 실험적으로 규명하였습니다. 구조는 동일하되 스피로피란의 위치만 다른 두 고분자(backbone vs. crosslinker)를 원자 이동 라디칼 중합으로 각각 합성하고 일축 인장과 동시에 형광을 측정했습니다. 이를 통해 초기에는 주쇄과 가교제 사이에 균일한 힘 분포가 관찰되지만, 신율 증가에 따라 사슬 정렬과 함께 strain hardening이 시작되며 점차적으로 주쇄에 힘이 집중되는 현상을 관찰했습니다. 본 결과는 거시적인 기계적 거동과 분자 수준의 힘 전달 경로 사이의 근본적인 연관성을 밝히며, 차세대 적응형·응답형 고분자 설계를 위한 원리를 제시합니다.