KR100778011B1 - 자기조립 초분자체를 이용한 금속 나노와이어 어레이의제조방법 - Google Patents

자기조립 초분자체를 이용한 금속 나노와이어 어레이의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기조립 초분자체의 육각 입방 나노 구조를 이용한 나노와이어 어레이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작용기를 가지고, 자기조립(self-assembly)이 가능한 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조한 다음, 기판(substrate) 상에 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 형성하고, 상기 유기 분자들이 자기조립(self-assembly)에 의해 원주형 구조를 가질 수 있도록 열처리 및 환원시키는 단계를 포함하는 원주형의 금속 나노와이어 어레이의 제조방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 각각이 저장매체의 단위로 사용될 수 있는 나노와이어 어레이를 제조할 수 있어 고밀도의 저장매체를 생산할 수 있고, 금속이나 반도체의 나노 사이즈에서 나타나는 특정한 광학 전기적 성질을 이용하여 다양한 디바이스의 소형화가 가능하며, 각각 하나가 센서로서 작용하는 바이오칩의 제작이 가능하다.
나노와이어, 초분자체, 자기조립, 어레이, 이온 치환 반응

Description

자기조립 초분자체를 이용한 금속 나노와이어 어레이의 제조방법 {Method for Fabricating a Metal Nanowire Array Using Self-assembled Supramolecule}
도 1은 카르복실기를 가지는 초분자체가 열처리에 의해 육각 기둥 구조로 되는 것을 보여주는 X-Ray Diffraction 실험 결과이다.
도 2a 및 도 2b는 카르복실기를 가지는 초분자체를 이용한 금속 나노와이어의 제작 반응 메카니즘을 나타낸 것이다. 도 2a는 산-염기 반응과 이온-치환 반응으로 초분자체와 금속이온의 콤플렉스를 제조하고, 기판 위에서 열처리와 환원 단계를 거쳐 나노 와이어를 제작하는 단계를 나타낸 것이고, 도 2b는 유기 초분자들이 자기조립(self-assembly)에 의해 원주형 구조를 가지게 되는 단계를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노와이어의 제작을 위한 실험 단계를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 Workup 단계를 거친 후, 미 반응물이 제거된 것을 나타내는 EDS(energy dispersive spectroscopy) 스펙트럼 결과이다.
도 5는 원주형의 모양을 가지는 초분자체의 구조를 나타낸 그림이다.
본 발명은 자기조립 초분자체의 육각 입방 나노 구조를 이용한 나노와이어 어레이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 작용기를 가지고, 자기조립(self-assembly)이 가능한 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조한 다음, 기판(substrate) 상에 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 형성하고, 상기 유기 분자들이 자기조립(self-assembly)에 의해 원주형 구조를 가질 수 있도록 열처리 및 환원시키는 단계를 포함하는 원주형의 금속 나노와이어 어레이의 제조방법에 대한 것이다.
일반적으로 나노(nm 10-9m) 크기의 물질은 벌크 상태일 때의 물질과 동일 물질이라도 물리ㆍ화학적 성질이 다르다. 즉 표면/질량의 비가 크기 때문에, 이러한 나노크기의 물질은 표면에서 일어나는 화학반응을 이용하는 광촉매, 표면에서의 결함에 기인하는 광학적 성질을 이용하는 광전자 장치 등에 적용될 수 있다. 특히 1차원 나노 구조인 와이어는 aspect ratio가 10~1000을 가지는 원통형 물질로, 나노와이어의 경우 전기 및 열전도도가 뛰어나 크게 각광받고 있다.
나노와이어 어레이는 레이저나 트랜지스터, 메모리, 화학감지용 센서(감지 기) 등 다양한 분야에 쓰이고 있으며 아주 작은 크기의 전기적, 광학적, 전기화학적 디바이스에서 interconnect나 functional unit으로의 사용이 기대되고 있다.
나노와이어 어레이가 이렇게 각광을 받고 있는 것은 그 특성이 뛰어날 뿐 아니라, 각종 기기들을 훨씬 소형으로 만들 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 전자 부품 내의 회로선들을 나노와이어로 교체할 경우, 훨씬 작은 크기로 만들 수 있으며 그 특성 또한 현재 사용되고 있는 것보다 뛰어나기 때문에 성능 또한 훨씬 우수하게 할 수 있다.
상기와 같이 활용도가 높은 나노와이어 어레이는 여러 다양한 방법을 이용하여 제작되고 있으나, 높은 온도, 크기 조절의 어려움, 고비용의 소요 등의 여러 가지 문제점으로 인하여 발전이 늦어지고 있다. 따라서 경제적으로 제작할 수 있는 방법의 개발이 시급하다.
현재, 나노와이어 어레이를 제작하는 방법에는 여러 다양한 템플릿을 이용하거나, 기상에서 합성하는 방법, 금속을 기체 상태로 만들어 합성하는 방법, 메탈 seed를 이용해 만드는 방법 등 여러 가지가 있다. 템플릿을 이용하는 방법은 여러 형태를 가지는 다공성 물질의 비어 있는 부분에 금속을 채워 넣거나 자기조립하는 블록 공중합체나 계면활성제, DNA 주쇄나 막대기 모양의 virus 등을 지지체로 하여 템플릿 안을 채우거나 그 모양을 따라 와이어를 제조하는 기법이다. 그 한 예로 porous alumina membrane을 템플릿으로 이용하여 나노와이어 어레이를 만드는 방법이 보고되었다(Lawrence et al., Chem. Mater., 16:4851, 2004).
기체 상태로 만들어 합성하는 방법에는 기상-액상-고상 방법(vapor-liquid- solid(VLS) method) (Lieber et al., Science, 279:208, 1998)과 용액-액상-기상 방법(solution-liquid-solid method) (Lieber et al., J. Am. Chem. Soc., 122:8801, 2000) 등이 보고되고 있다. 그러나 상기와 같은 방법은 700~1000℃에 이르는 고온 반응을 수반하므로 제작상의 어려움이 있다.
또한, seed를 이용해 나노와이어 어레이를 만드는 방법은 주로 gold를 이용하고 있는데, 이는 먼저 seed를 만든 후 나노와이어 길이로 자랄 수 있도록 gold source를 넣어줌으로써 키우는 방법이다 (Murphy et al., Chem. Mater., 16:3633, 2004). 상기 방법은 source를 주는 단계의 횟수를 조절함으로써 길이를 조절할 수 있는 장점이 있긴 하지만, 만들어진 와이어를 실제 활용할 수 있도록 제작하는 것이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 당업계에서는 실온에서 저비용으로 제조할 수 있고, 실용화가 가능한 나노와이어 어레이 제조방법을 개발하는 것이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 실온에서 간단한 방법으로 나노와이어 어레이를 제조하기 위해 예의 노력한 결과, 초분자체의 자기조립 성질을 이용하여 나노와이어 어레이를 제작할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
결국, 본 발명의 주된 목적은, 작용기를 가지고 있는 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조한 다음, 기판(substrate) 상 에 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 형성하도록 처리하고, 상기 유기 분자들이 자기조립(self-assembly)에 의해 원주형 구조를 가질 수 있도록 열처리 및 환원시키는 단계를 포함하는 금속 나노와이어 어레이의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조되고, 초분자체 내부에 금속이 배열되어 있는 원주형의 금속 나노와이어 어레이를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 나노와이어 어레이와 결합하는 작용기를 가진 유기화합물 또는 바이오리셉터를 화학적으로 또는 물리화학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 바이오센서 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 정보 저장 단위인 것을 특징으로 하는 정보 저장 소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 이미터(emitter)로서 작용하는 것을 특징으로 하는 광전자 소자를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 카르복실기, 아민기, 수산기, 알데히드기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 작용기를 가지고, 자기조립(self-assembly)이 가능한 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조하는 단계; (b) 상기 제조된 콤플렉스를 기판(substrate) 상에 처리하여 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 형성하는 단계; (c) 상기 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 열처리하여, 상기 초분자체의 자기조립(self-assembly)을 유도함으로써, 내부에 금속 이온들이 배열된 원주형의 초분자체를 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 원주형의 초분자체 내부에 배열되어 있는 금속 이온을 환원시켜 초분자체 내부에 금속들이 배열된 금속 나노와이어 어레이를 형성시키는 단계를 포함하는 금속 나노와이어 어레이의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, (d) 단계 이후에, (e) 상기 금속 나노와이어 어레이를 산화시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 콤플렉스는 상기 초분자체의 카르복실기, 아민기, 수산기, 알데히드기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 작용기에 산 또는 염기 반응을 유발시켜, 초분자체 코어(core)에 반응성을 부여한 다음, 금속 이온을 결합시키는 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 할 수 있고, 상기 (a) 단계 이후에 콤플렉스를 제조하고 남은 미 반응물을 유기용매와 물을 첨가하여 분리ㆍ제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 유기용매는 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 클로로포름, 이염화탄소, 에틸 아세테이트, 메탄올, 헥산, 아세토니트릴, 톨루엔, 벤젠, 사염화탄소, 펜탄 및 아세톤으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 초분자체는 쐐기형(fan-shaped) 초분자체인 것을 특 징으로 할 수 있고, 상기 초분자체는 카르복실기를 가지는 것을 특징으로 할 수 있으며, 하기 [화학식 1] 또는 [화학식 2]의 화합물인 것을 특징으로 할 수 있다.
Figure 112005071105744-pat00001
Figure 112005071105744-pat00002
[화학식 1] [화학식 2]
본 발명에 있어서, 상기 금속 이온은 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 납(Pb), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 및 셀렌(Se)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 이온인 것을 특징으로 할 수 있고, 보다 바람직하게는 은(Ag) 이온인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 기판의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인 등으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (c) 단계의 열처리는 상기 초분자체의 액정 상변이온도 이상으로 올린 후에 서냉하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 (d) 단계는 UV 조사하여 수행하거나, 황화가스 또는 황화수소가스를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조되고, 상기 초분자체 내부에 금속이 배열되어 있는 원주형의 금속 나노와이어 어레이를 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따라 먼저 [화학식 1] 또는 [화학식 2]의 유기분자에 NaOH 용액을 첨가하여, 산-염기 반응을 유발시키고, 금속이온을 첨가하여 이온-치환 반응을 유발시켜, 금속이온의 콤플렉스를 만들고, 테트라하이드로퓨란(THF)을 용매로 하여 1wt%의 용액을 만들어 기판 상에 박막을 형성시킨다. 박막형성시, 스핀코팅(spin-coating), 문지르기(rubbing), 드로핑(dropping) 또는 수면에 박막을 형성하여 뜨는 방식(solution spreading)을 주로 사용한다.
이후 유기분자들이 자기조립 되도록 유기분자의 액정변이 온도보다 약간 높은 온도까지 올려준다. 본 발명에서 사용한 유기분자의 경우, 액정 상변이온도가 113℃ 정도이므로 충분한 전이를 위하여 120℃까지 온도를 올린 후, 서냉시킨 다음, 형성된 상기 유기 초분자 미세구조에 UV를 조사하여, 초분자 구조 내의 금속을 환원시켜서, 나노와이어 어레이를 제조한다.
본 발명에서 제작된 나노와이어 어레이는 다양한 종류의 유기화합물 또는 바이오리셉터를 결합시켜 원하는 목적의 바이오센서로 사용될 수 있으며, 이는 고집적화와 소형화된 바이오센서를 생산하는데 매우 중요한 기능을 수행한다. 따라서, 본 발명은, 상기 제작된 금속 나노와이어 어레이에 상기 금속 부분에 결합하는 작용기를 가진 유기화합물 또는 바이오리셉터가 화학적으로 또는 물리화학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 바이오센서의 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 바이오리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산(DNA, RNA), 지질, 코펙터, 폴리머 및 탄수화물로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 강자성체 성질을 가진 철ㆍ코발트ㆍ니켈 및 그 합금을 이용하여 금속 나노와이어 어레이를 제작할 경우, 이는 나노와이어 하나하나가 정보 저장 단위가 되는 정보 저장 소자로 유용하다. 이는 강자성체가 자기장을 걸면 자기장의 방향으로 강하게 자화되고, 자기장을 제거해도 자화되어 있는 상태를 유지하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 본 발명은, 상기와 같은 성질을 이용하여 N의 자성을 가진 것을 '1', S의 자성을 가진 것을 '0' 등으로 표시해 데이터를 저장할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 상기 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 정보 저장 단위인 것을 특징으로 하는 정보 저장 소자를 제공한다.
한편, 상기 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조하여 나노와이어들이 전계 방출 디스플레이(Field Emission Display)의 에미터(emitter)로서 작용하는 광 전자 소자를 제작할 수 있다. 전계 방출 디스플레이는 하나의 셀이 하나의 브라운관과 같은 구조를 가진다. 즉, FED는 수백만 개의 미세한 브라운관으로 구성된 디스플레이와 같은 것이다. FED는 상하 유리 기판 사이에 진공으로 채워진 구조로 되어 있으며, 상판(Anode판)에는 형광체가 칠해져 있고, 하판(Cathode판)에는 미세한 마이크로 이하 사이즈의 팁들이 무수히 형성된 구조를 가진다. 이 때 게이트와 에미터 사이에 전압을 인가해 전자를 방출시키고, 상하 양 유리 사이에 강한 전계를 걸어주면, 전자는 전계에 의해 가속돼 상판유리(아노드 판) 내부의 형광체를 쳐 빛을 내게 되는데 이는 전자총에서 전자가 집속돼 전면유리의 형광체를 때려 빛을 내는 브라운관과 같은 원리이다. 따라서, 본 발명은 또한, 상기 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 이미터(emitter)로서 작용하는 것을 특징으로 하는 광전자 소자를 제공한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 카르복실기를 가지는 육각 기둥 구조를 가지는 초분자체 제조
카르복실기를 가지며 열처리를 통해 육각 기둥 구조를 가지는 초분자체를 다음과 같은 방법으로 합성하였다.
1-1 : 초분자체의 제조
본 발명에서 사용한 [화학식 1] 및 [화학식 2]의 하기 [반응식 1] 및 [반응식 2]에 따라 합성했다.
Figure 112005071105744-pat00003
Figure 112007000206010-pat00016
도 1은 초분자체가 열처리를 통해 육각 기둥 구조로 이루어져 있음을 보여주는 X-ray diffraction 실험 결과이다.
1-2 : 다양한 작용기로 치환된 초분자체의 제조
본 발명자들은 하기 반응식에 따라, 다양한 작용기를 가진 초분자체를 합성하였다.
Figure 112005071105744-pat00005
[반응식 3]은 아민기로 치환된 초분자체를 합성하는 방법을 나타낸 것으로, 상기 [반응식 2]의 10번 화합물로 상기와 같이 반응시켰다.
Figure 112005071105744-pat00006
[반응식 4]는 수산기로 치환된 초분자체를 합성하는 방법을 나타낸 것으로, 상기 [반응식 2]의 10번 화합물로 상기와 같이 반응시켰다.
Figure 112005071105744-pat00007
[반응식 5]는 알데히드기로 치환된 초분자체를 합성하는 방법을 나타낸 것으로, 상기 [반응식 4]의 수산기로 치환된 초분자체를 상기와 같이 반응시켜 제조하였다. 상기 [반응식 5]에서 PCC(pyridinium chlorochromate)와 PDC(pyridinium dichromate)는 산화제이다.
실시예 2 : Ag 나노와이어 제작
금속이온 중 AgNO3를 이용하여 Ag 나노와이어를 실리콘 기판 위에 제조하였다(도 2). 즉, 도 2a에 나타난 바와 같이, 카르복실기를 가지는 [화학식 1] 또는 [화학식 2]의 유기분자(a)에 NaOH 용액을 첨가하여, 산-염기 반응으로 초분자체 core에 반응성을 부여하고, AgNO3 수용액을 충분히 첨가하여 이온-치환 반응 통해 Ag 이온을 Na 이온과 치환시켜(b)시켜, Ag 이온과 초분자체의 콤플렉스(d)를 형성시켰다.
반응하지 않은 다른 이온들을 제거하고 생성된 콤플렉스를 걸러내기 위하여 테트라하이드로퓨란(THF)을 용매로 하여 1wt%의 용액을 만들고, 전체 용액의 2배 부피의 물을 첨가하여 물층을 제거하는 과정을 3회 반복 실시하여, 미반응 물질들을 제거 시키고(도 3), EDS(energy dispersive spectroscopy)를 통해 확인하였다. 그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 나트륨이나 질소가 나오지 않았고, 탄소, 불소, 산소, 은 만이 남아 있는 것으로 보아 먼저 미반응 물질들의 제거가 되었음을 알 수 있었다.
상기 컴파지트를 건조시키고, 건조된 콤플렉스를 테트라하이드로퓨란(THF)을 용매로 하여 1wt%의 용액을 만들어 2000~4000rpm의 속도로 20초 동안 스핀코팅(spin-coating)을 하여, 박막을 형성시켰다. 상기 박막을 열처리로 건조 하였는데, 초분자체의 액정 상변이온도가 113℃ 정도이므로 충분한 전이를 위하여 120℃까지 온도를 5℃/min으로 올린 후, 0.1℃/min~1℃/min으로 천천히 냉각시켜 초분자체와 금속이온 컴파지트가 구조를 잘 이룰 수 있도록 하였다. 그 다음, 형성된 상기 유기 초분자 미세구조에 UV를 조사하여, 금속이온을 환원시켰다. UV에 의해 분해된 잔존물들은 3차 증류수를 이용하여 제거하였다. 도 5는 원주형의 모양을 가지는 초분자체의 구조를 나타낸 그림이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다양한 작용기를 가지고, 자기조립이 가능한 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조한 다음, 기판(substrate) 상에 초분자체와 금속 이온의 콤플렉 스를 박막을 형성하고, 상기 유기 분자들이 자기조립(self-assembly)에 의해 원주형 구조를 가질 수 있도록 열처리 및 환원시키는 단계를 포함하는 금속 나노와이어의 제조방법 및 이를 이용해 제조된 나노와이어를 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 나노와이어는 각각이 저장매체의 단위로 사용될 수 있어, 고밀도의 저장매체를 생산할 수 있고, 금속이나 반도체의 나노 사이즈에서 나타나는 특정한 광학 전기적 성질을 이용하여 다양한 디바이스의 소형화가 가능하며, 각각 하나가 센서로서 작용하는 바이오칩의 제작이 가능하다. 또한, 본 발명에 따르면, 금속 나노와이어 하나하나가 정보 저장 단위가 되는 정보 저장 소자 및 금속 나노와이어가 이미터(emitter)로서 작용하는 광전자 소자를 제공하는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 다음의 단계를 포함하는 금속 나노와이어 어레이의 제조방법:
    (a) 카르복실기, 아민기, 수산기, 알데히드기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 작용기를 가지고, 자기조립(self-assembly)이 가능한 초분자체에 금속 이온을 결합시켜 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스를 제조하는 단계;
    (b) 상기 제조된 콤플렉스를 기판(substrate) 상에 처리하여 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 형성하는 단계;
    (c) 상기 초분자체와 금속 이온의 콤플렉스 박막을 열처리하여, 상기 초분자체의 자기조립(self-assembly)을 유도함으로써, 내부에 금속 이온들이 배열된 원주형의 초분자체를 형성시키는 단계; 및
    (d) 상기 원주형의 초분자체 내부에 배열되어 있는 금속 이온을 환원시켜 초분자체 내부에 금속들이 배열된 금속 나노와이어 어레이를 형성시키는 단계.
  2. 제1항에 있어서, (d) 단계 이후에, (e) 상기 금속 나노와이어 어레이를 산화시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 콤플렉스는 상기 초분자체의 카르복실기, 아민기, 수산기, 알데히드기 및 티올기로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 작용기에 산 또는 염기 반응을 유발시켜, 초분자체 코어(core)에 반응성을 부여한 다음, 금속 이온을 결합시키는 방법에 의해 제조된 것임을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계 이후에 콤플렉스를 제조하고 남은 미 반응물을 유기용매와 물을 첨가하여 분리ㆍ제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유기용매는 테트라하이드로퓨란(THF), 디메틸포름아마이드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 클로로포름, 이염화탄소, 에틸 아세테이트, 메탄올, 헥산, 아세토니트릴, 톨루엔, 벤젠, 사염화탄소, 펜탄 및 아세톤으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 초분자체는 쐐기형(fan-shaped) 초분자체인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 초분자체는 카르복실기를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 초분자체는 하기 [화학식 1] 또는 [화학식 2]의 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
    Figure 112005071105744-pat00008
    Figure 112005071105744-pat00009
    [화학식 1] [화학식 2]
  9. 제1항에 있어서, 상기 금속 이온은 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn), 마그네슘 (Mg), 납(Pb), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 및 셀렌(Se)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 이온인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 금속 이온은 은(Ag) 이온인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 기판의 재질은 폴리머, 유리, 석영, 실리콘, 금속, 세라믹 및 다공성 멤브레인으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 열처리는 상기 초분자체의 액정 상변이온도 이상으로 올린 후에 서냉하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계는 UV 조사하여 수행하거나, 황화가스 또는 황화수소가스를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항 내지 제7항 및 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고, 상기 초분자체 내부에 금속이 배열되어 있는 원주형의 금속 나노와이어 어레이.
  15. 제14항의 금속 나노와이어 어레이에 상기 금속 부분에 결합하는 작용기를 가진 유기화합물 또는 바이오리셉터를 화학적으로 또는 물리화학적으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 바이오센서의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 바이오리셉터는 효소기질, 리간드, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산(DNA, RNA), 지질, 코펙터, 폴리머 및 탄수화물로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항의 방법에 의해 제조되고, 나노와이어 어레이의 금속 부분에 유기화합물 또는 바이오리셉터가 화학적으로 또는 물리화학적으로 결합되어 있는 바이오센서.
  18. 제14항의 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 정보 저장 단위인 것을 특징으로 하는 정보 저장 소자.
  19. 제14항의 금속 나노와이어 어레이를 이용하여 제조되고, 상기 어레이를 구성하는 각각의 금속 나노와이어가 이미터(emitter)로서 작용하는 것을 특징으로 하는 광전자 소자.
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