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기재(substrate)를 제공하는 단계;상기 기재 상에 그래핀 산화물 층을 형성한 후에 상기 그래핀 산화물 층에 금속(M1) 이온-함유 전구체를 코팅 또는 임베딩하는 단계;상기 금속(M1) 이온-함유 전구체가 임베딩된 그래핀 산화물 층에 대하여 원하는 패턴으로 레이저를 선택적 조사하는 단계, 여기서 상기 레이저는 그래핀 산화물의 적어도 일부를 환원시키는 에너지를 제공하여 조사 영역에서 열을 발생시키는 한편, 금속(M1) 이온-함유 전구체를 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자로 전환시킴; 및상기 전환된 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자를 시드로 하여 금속(M2) 산화물 재질의 나노로드를 성장시키는 단계;를 포함하고, 그리고상기 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자의 사이즈는 1 내지 300 nm 범위인 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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기재(substrate)를 제공하는 단계;상기 기재 상에 그래핀 산화물 및 금속(M1) 이온-함유 전구체를 함유하는 혼합 용액을 도포하여 혼합층을 제조하는 단계;상기 혼합층에 대하여 원하는 패턴으로 레이저를 선택적 조사하는 단계, 여기서 상기 레이저는 그래핀 산화물의 적어도 일부를 환원시키는 에너지를 제공하여 조사 영역에서 열을 발생시키는 한편, 금속(M1) 이온-함유 전구체를 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자로 전환시킴; 및상기 환원된 그래핀 산화물 상에 존재하는 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자를 시드로 하여 금속(M2) 산화물 재질의 나노로드를 성장시키는 단계;를 포함하고, 그리고상기 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자의 사이즈는 1 내지 300 nm 범위인 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 나노로드를 성장하는 단계는 수열합성 반응에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속(M1) 및 상기 금속(M2) 각각은 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 철(Fe), 코발트(Co), 실리콘(Si), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 주석(Sn), 팔라듐(Pd), 티타늄 (Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr) 및 인듐(In)으로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속(M1) 이온-함유 전구체는 질산염, 황산염, 아세트산염, 포름산염, 할로겐화물, 수산화물, 이의 조합 또는 이의 수화물인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 금속(M1) 및 금속(M2)은 서로 동일하거나, 또는 상이한 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재는 무기계 기재 또는 유기계 기재인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 무기계 기재는 실리콘, 실리콘카바이드, 비소갈륨, 인화인듐, 인화갈륨, 인화알루미늄, 질화갈륨, 질화인듐, 질화알루미늄, 산화마그네슘, 산화알루미늄, 티타니아, 사파이어, 석영 및 파이렉스로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나이고, 그리고상기 유기계 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA) 및 폴리에틸렌나프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 그래핀 산화물 층의 두께는 0
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제2항에 있어서, 그래핀 산화물 : 금속(M1) 이온 함유-전구체의 비는 중량 기준으로 1 : 0
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저는 적외선 레이저인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 적외선 레이저의 파장 범위는 700 내지 850 nm이고, 상기 적외선 레이저의 출력은 30 내지 100 mW 범위인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제3항에 있어서, 상기 수열 합성 반응은,금속(M2) 전구체를 함유하는 용액을 제공하는 단계; 및상기 금속(M2) 전구체를 함유하는 용액을 전환된 상기 금속(M1) 또는 금속(M1) 산화물 나노입자의 시드 상에 60 내지 200℃에서 1 내지 24 시간 동안 접촉시켜 반응시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제14항에 있어서, 상기 금속(M2) 전구체를 함유하는 용액은, 헥사메틸렌테트라아민, 에틸렌디아민, 암모니아, 폴리에틸렌이민, 및 이의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제14항에 있어서, 상기 금속(M2) 전구체를 함유하는 용액 내 금속(M2) 전구체의 농도는 10 내지 50 mM 범위인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제15항에 있어서, 상기 금속(M2) 전구체를 함유하는 용액 내 첨가 성분의 전체 농도는 12
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제14항에 있어서, 상기 금속 산화물 나노로드의 직경은 50 내지 200 nm이고, 상기 금속 산화물 나노로드의 길이는 2 내지 15 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 패턴화된 금속 산화물 나노로드의 제조방법
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제1항 또는 제2항에 따라 제조된 패턴화된 금속 산화물 나노로드가 형성된 기재 상에 전해질을 도포하는 단계; 및상기 도포된 전해질을 건조시키는 단계;를 포함하는 수퍼 커패시터의 제조방법
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제19항에 있어서, 상기 전해질은 고상 전해질로서 고분자 매트릭스 및 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 수퍼 커패시터의 제조방법
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제20항에 있어서, 상기 전해질은 무기계 전해질, 유기계 전해질 또는 이온성 액체로서, 상기 무기계 전해질은 황산(H2SO4), 염산(HCl), 질산(HNO3), 인산(H3PO4), 수산화칼륨(KOH), 염화칼륨(KCl), 황산나트륨(Na2SO4), 염화리튬(LiCl), 과염소산리튬(LiClO4) 및 이의 조합으로부터 선택되고,상기 유기계 전해질은 메탄설폰산, 에탄설폰산, 에틸렌다이아민테트라아세트산(EDTA), Et4NBF4(tetraethylammonium tetrafluoroborate) 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 그리고상기 이온성 액체는 테트라에틸-암모늄(tetraethyl-ammonium), 테트라부틸-암모늄(tertabutyl-ammonium), 테트라페닐-포스포늄(tetraphenyl-phosphonium), 에틸-메틸이미다졸리움(ethyl-methylimmidazolium), 퍼콜레이트(perchlorate), 테트라플루오로보레이트(tetrafluoroborate), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate), 테트라페닐보레이트(tetraphenylborate), 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(tetrakis(pentafluorophenyl)borate), 트리플루오로메탄설포네이트(trifluoromethanesulfonate; triflate), 비스((트리플루오로메틸설포닐)이미드(bis(trifluoromethylsulfonyl)imide), 및 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수퍼 커패시터의 제조방법
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