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블럭공중합체 및 탄소전구체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계;상기 혼합물을 몰드에 주입하는 단계;상기 몰드에 주입된 주입물을 탄화시켜 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 혼합물을 생성하는 단계는,용매에 상기 블록공중합체 및 탄소전구체를 혼합하여 상기 혼합물을 생성하는 단계;상기 혼합물에서 상기 용매를 증발시켜 졸-겔 상태로 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 몰드에 주입하는 단계 이전에,FDM, SLS, SLA를 포함하는 3D 프린팅 방법을 통해 3D 프린터를 이용하여 몰드를 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 몰드에 주입하는 단계는,상기 혼합물을 마이크로 고분자 비드와 함께 몰드에 주입하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제3항에 있어서,상기 몰드는 제조 후 탄화 공정 중 사라지는 희생 몰드 또는 조립식으로 제조 후에도 분해하여 재활용이 가능한 재활용 몰드를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제5항에 있어서,상기 희생 몰드의 소재로는 PLA, ABS, PU를 포함하는 융점 150도 이상의 분자량이 큰 열가고성 고분자를 사용하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제6항에 있어서,상기 희생 몰드를 제조하는 단계는 상기 몰드의 소재를 350도 이상에서 완전히 열분해하여 상기 몰드를 제조하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제5항에 있어서,상기 재활용 몰드의 소재로는 철, 구리 또는 세라믹을 포함하는 녹는점 600도 이상의 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제8항에 있어서,상기 몰드를 제조하는 단계는 상기 재활용 몰드를 조립한 후 상기 탄소구조체를 제조하는 단계 이후에 다시 분해하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 블록공중합체 및 탄소전구체의 혼합물에서 상기 탄소전구체의 질량비가 상기 블록공중합체의 질량비보다 더 큰 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 블록공중합체는 폴리스티렌-b-폴리에틸렌옥사이드(polystyrene-b-poly(ethylene oxide), PS-b-PEO), 폴리이소프렌-b-폴리에틸렌옥사이드(polyisoprene-b-poly(ethlyene oxide)), 폴리에틸렌옥사이드-폴리프로필렌옥사이드-폴리에틸렌옥사이드(poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide)-poly(ethlyene oxide)), 폴리에틸렌옥사이드(poly(ethylene oxide)) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 탄소전구체는 페놀-포름알데히드 수지(phenol-formaldehyde resin), 레조시놀-포름알데히드 수지(resorcinol-formaldehyde resin) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 몰드에 주입하는 단계와 상기 제조하는 단계 사이에,상기 몰드에 주입된 상기 블럭공중합체 및 탄소전구체의 혼합물을 자기 조립을 위하여 50 ~ 100도의 온도에서 1시간 이상의 어닐링 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 몰드에 주입하는 단계에서,상기 몰드에 마이크로 고분자 비드를 주입한 후에 상기 블록공중합체 및 상기 탄소전구체의 혼합물을 주입하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제10항에 있어서,상기 몰드에 주입하는 단계에서,상기 마이크로 고분자 비드는 PS, PE 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제1항에 있어서,상기 제조하는 단계는,상기 몰드에 주입된 상기 블럭공중합체 및 탄소전구체의 혼합물을 600 ~ 1000도의 온도에서 1 ~ 3시간 동안 탄화시키는 것을 특징으로 하는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체의 제조 방법
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제16항에 있어서,상기 제조하는 단계에서,상기 제조된 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체는 복수의 기공을 포함하고,상기 복수의 기공들은 1mm 이상의 크기를 갖는 제1 기공, 0
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블럭공중합체 및 탄소전구체를 혼합하여 혼합물을 생성하는 단계, 상기 혼합물을 몰드에 주입하는 단계, 상기 몰드에 주입된 주입물을 탄화시켜 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체를 제조하는 단계를 포함하는 제조 방법에 의해 제조되는 3차원 계층구조를 갖는 탄소구조체
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