초록 ▼

연구의 목적 및 내용
블록공중합체는 자기조립에 의하여 자발적으로 나노구조를 형성하며, 이러한 특성은 저비용으로 대면적에서 나노패턴을 제조하는 상향식 나노패턴 제조기술로 고려되어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구과제에서는 자기조립에 의하여 나노구조를 형성하는 블록공중합체의 박막에서 나노구조의 크기구배를 구현하였다. 특히 크기구배 나노구조를 템플리트로 활용하여 크기구배가 있는 금속 나노선 배열을 구현하였다. 블록공중합체의 나노구조에 기능성을 부여하는 방법으로 형광체를 공유 결합시킨 블록공중합체를 합성하여 형광 나노구조를 구현하

연구의 목적 및 내용
블록공중합체는 자기조립에 의하여 자발적으로 나노구조를 형성하며, 이러한 특성은 저비용으로 대면적에서 나노패턴을 제조하는 상향식 나노패턴 제조기술로 고려되어 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구과제에서는 자기조립에 의하여 나노구조를 형성하는 블록공중합체의 박막에서 나노구조의 크기구배를 구현하였다. 특히 크기구배 나노구조를 템플리트로 활용하여 크기구배가 있는 금속 나노선 배열을 구현하였다. 블록공중합체의 나노구조에 기능성을 부여하는 방법으로 형광체를 공유 결합시킨 블록공중합체를 합성하여 형광 나노구조를 구현하였다. 또한 블록공중합체 토포그래픽 나노구조에 나노입자를 도입하여 나노입자 패턴을 제조하고 패턴된 나노입자에 의해 발현되는 특성을 확인하였다.

연구결과
(1) 자기조립 블록공중합체의 크기구배 나노구조 구현
블록공중합체 박막에서 용매 증기 어닐링과 그래포에피탁시 조건을 조절하여 나노구조의 크기와 배열 주기에 구배 형성을 구현하였다. 마이크로 패턴의 너비와 블록공중합체의 분자량을 조절하여 크기구배의 형성 정도, 나노구조의 크기 및 반복주기를 변화시켰다.
(2) 블록공중합체 크기구배 나노구조로부터 크기구배 금속 나노선 배열 제조
블록공중합체 박막의 크기구배 나노구조를 템플리트로 활용하여 크기구배를 갖는 백금나노선 배열을 제조하고 다른 종류의 기판에 손상 없이 전사하였다.
(3) 형광 특성이 부여된 블록공중합체 합성 및 자기조립 나노구조 제조
형광체가 공유결합 된 블록공중합체를 합성하여 형광 토포그래픽 나노구조를 제조하고 플라즈모닉 금 나노막대를 도입하여 형광 블록공중합체 박막의 광학 특성을 제어하였다.
(4) 블록공중합체로부터 제조된 토포그래픽 나노구조에 의한 나노입자 배열
블록공중합체 나노구조에서 한 블록을 선택적으로 제거하여 토포그래픽 나노구조를 제조하고 나노입자를 배열하는 템플리트로 사용하였다. 특히 대면적에서 배향된 금 나노막대배열의 광학 특성을 고찰하고 유연 기판으로 전사하였다.
(5) 기능성 나노입자로서의 블록공중합체 마이셀 및 마이셀의 선형조립
구형의 블록공중합체 마이셀을 기능성 나노입자로 활용하기 위하여 나노입자, 양자점,이온성 액체로 기능화하였다. 또한 마이셀을 용액 상에서 연결하여 선형으로 조립하였다.

연구결과의 활용계획
블록공중합체의 나노구조를 조절하고 응용하는 본 연구결과는 자기조립 특성을 이해하여 자기조립을 나노기술로 적용하는 연구에 원천 아이디어를 제공할 수 있을 것이다. 형광나노구조 및 나노입자 배열은 발광소자, 태양전지 등의 광전자소자에도 원천 기술을 제공할 수 있어 다양한 첨단 나노소자 출현에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 또한 나노구조 기반의 소자를 집적화하고 소형화하는 기술에 기초 기술로 활용될 것으로 전망된다.
유연 소재 및 소자 기술과 결합하여 플렉시블 디바이스와 같은 첨단 소자의 기반 기술에도 기여할 것으로 전망된다.

( 출처 : 한글요약문 4p )

Abstract ▼

Purpose&contents
We demonstrated the size-gradient nanostructures induced in thin films of block copolymers. The fabricated nanostructures were further applied to the synthesis of metal nanowire arrays having the size-gradient. We also produced fluorescent nanostructures by synthesizing functiona

Purpose&contents
We demonstrated the size-gradient nanostructures induced in thin films of block copolymers. The fabricated nanostructures were further applied to the synthesis of metal nanowire arrays having the size-gradient. We also produced fluorescent nanostructures by synthesizing functional block copolymers. In addition, nanoparticles and nanorods were introduced into topographic nanostructures obtained from block copolymers. Aligned nanorods provided anisotropic optical properties.

Result
We induced the size-gradient nanostructures of block copolymers with utilization of graphoepitaxy and solvent vapor annealing. Fluorescent and topographic nanostructures were also produced by block copolymer nanostructures. The main results in this study are summarized in the following.
(1) Size-gradient nanostructures of self-assembling block copolymers: The conditions of graphoepitaxy and solvent vapor annealing were investigated to induce size-gradient nanostructures.
(2) Arrays of metal nanowires having the size-gradient: Platinum nanowires having the size-gradient were fabricated from the block copolymer template and were transferred to flexible substrates.
(3) Synthesis of fluorescent block copolymers and their nanostructures: Au nanorods were introduced into the topographic nanostructures of fluorescent block copolymers, resulting in enhanced fluorescence of the nanostructures.
(4) Arrangement of nanoparticles by topographic nanostructures: Topographic nanostructures of block copolymers were employed as templates to arrange nanoparticles in specific directions.
(5) Block copolymer micelles as functional nanoparticles and their linear assembly: Block copolymer micelles were functionalized with nanoparticles, quantum dots, and ionic liquids and also assembled into linear chains in their solutions.

Expected Contribution
We expect that the results of this study can be useful for fundamental understanding on self-assembling materials and can provide basic ideas on applications of self-assembling process in various nanotechnologies. The concept of patterning fluorophores and nanoparticles with block copolymer nanostructures shown in this study can be utilized into designing an innovative device based on self-assemblies in practical applications such as photonic devices, solar cells, and sensors. We also expect that the results demonstrated here can be combined with technologies for flexible devices to help appearance of advanced soft electronics.

( 출처 : SUMMARY 5p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11
• 3.1. 자기조립 블록공중합체의 크기구배 나노구조 구현 ... 11
• 3.2. 블록공중합체 크기구배 나노구조로부터 크기구배 금속 나노선 배열 제조 ... 19
• 3.3. 형광 특성이 부여된 블록공중합체 합성 및 자기조립 나노구조 제조 ... 24
• 3.4. 블록공중합체로부터 제조된 토포그래픽 나노구조에 의한 나노입자 배열 ... 30
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 47
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 49
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 50
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 51
• 8. 참고문헌 ... 52
• 9. 연구성과 ... 53
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 56
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 57
• 12. 기타사항 ... 58
• [별첨1] 대 표 연 구 실 적 ... 59
• [별첨2] 세부 목표 관련 증빙 ... 74
• 끝페이지 ... 97