Chromogenic Tubular Polydiacetylenes from Topochemical Polymerization of Self-Assembled Macrocyclic Diacetylenes

이 연구에서는 다양한 크기의 macrocyclic diacetylene(MCDA) 분자를 자체 조립시킨 뒤, 자외선 조사에 의해 고체 상태에서 topochemical polymerization을 유도하여, 기계적 강성과 색변화 감응성을 동시에 갖는 polydiacetylene(PDA) 기반 유기 나노튜브를 제작하였다. 기존의 tubular 구조가 비공유 결합에 의존해 구조 안정성이 낮았던 데 반해, 본 연구의 PDA 나노튜브는 공유 결합으로 고정되어 우수한 구조적 안정성을 나타낸다. 특히 MCDA-1의 경우, tilt angle이 기존에 알려진 최적값(45°)보다 큰 62.1°임에도 불구하고 높은 중합 효율을 보여주었으며, 이는 기존 linear diacetylene 기반 topochemical polymerization의 구조 기준이 MCDA에는 그대로 적용되지 않음을 시사한다. 또한 MCDA-1과 MCDA-3에서 형성된 PDA 나노튜브는 각각 reversible, irreversible한 열변색성(thermochromic) 특성과 용매 감응 색변화(solvatochromism)를 나타내며, 이를 기반으로 이성질체 xylene과 같은 방향족 용매를 색으로 구분할 수 있음을 보였다. 이러한 결과는 기능성 고분자 나노튜브의 분자 설계 및 감응 센서 응용에 있어 새로운 구조적 설계 전략을 제시한다.