KR20220078760A - 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 및 수분센서 제작방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 및 수분센서의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물체 조직에 형성된 미소 공간을 사이에 두고 나노다공성 물질(Nanoporous Anodic Aluminum Oxide)과 식물조직간 함수율 평형을 유도하여 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 및 그 수분센서의 제작방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서는, 기판, 상기 기판 상에 형성되며 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 전극, 상기 전극 상에 형성되며, 친수성을 갖는 제 1 막 및 상기 제 1막 상에 형성되며, 소수성을 가지며 복수 개의 기둥으로 형성된 제 2 막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서는, 기판, 상기 기판 상에 형성되며 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 전극, 상기 전극 상에 형성되며, 친수성을 갖는 제 1 막 및 상기 제 1막 상에 형성되며, 소수성을 가지며 복수 개의 기둥으로 형성된 제 2 막을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 및 수분센서의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물체 조직에 형성된 미소 공간을 사이에 두고 나노다공성 물질(Nanoporous Anodic Aluminum Oxide)과 식물조직간 함수율 평형을 유도하여 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 및 그 수분센서의 제작방법에 관한 것이다.
식물의 수분을 측정하기 위한 기존의 수분 포텐셜 센서는 주로 토양에 설치하여 과수 및 화훼작물 생산분야에서 식물의 수분 포텐셜 값을 간접적으로 측정하는 방식을 이용하고 있다.
기존의 식물 생육 모델을 위한 측정은 실시간으로 변화하는 외부 환경 변수에 따른 식물 수분 포텐셜을 측정하기에 한계가 있으며, 줄기, 잎과 같은 조직의 절편을 채취하여 측정하므로 파괴적, 간접적 측정 등에 국한되어 있어 식물 내부의 변수 측정에 신뢰성이 적다는 문제점이 있다.
또한, 측정기기의 측면에서도 고가의 장비와 구조의 복잡성으로 인해 실험적으로만 한정되어 있으며, 측정을 위해 필요한 안정화 시간도 수시간으로, 식물의 생리 변화를 즉각적으로 모니터링하기에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 마이크로 기술 및 나노기술을 이용하여 식물의 핵심정보인 생체 내 수분 포텐셜을 식물체 내부에 직접 삽입되어 측정할 수 있는 수분센서 및 그 수분센서의 제작방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예로써, 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서는, 기판, 상기 기판 상에 형성되며 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 전극, 상기 전극 상에 형성되며, 친수성을 갖는 제 1 막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서는, 상기 제 1막 상에 형성되며, 복수 개의 소수성 구조체로 형성된 제 2 막을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서에서, 상기 전극은 식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터 및 소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서에서, 상기 제 1 막은 상기 전극 상에 알루미늄을 증착(deposition)시키고, 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하고, 에칭(etching)을 통하여 상기 전극 상의 알루미늄 중 일부를 제거한 뒤 상기 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 제작된 양극성 산화 알루미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)으로 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예로써, 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서의 제작방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서 제작방법은, 기판을 준비하는 기판 준비 단계, 상기 기판 상에, 식물의 수분 포텐셜을 측정하거나 가열되어 주변으로 열을 발산하는 전극을 형성하는 전극 형성 단계, 상기 전극 상에 친수성을 갖는 제 1 막을 형성하는 제 1 막 형성 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서 제작방법은, 상기 제 1 막 상에 복수 개의 소수성 구조체로 형성된 제 2 막을 형성하는 제 2 막 형성 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서 제작방법은, 상기 전극 형성 단계에서, 상기 전극은, 식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터 및 나머지는 소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서 제작방법에서, 상기 제 1막 형성 단계는, 상기 전극 상에 알루미늄을 증착시키는 단계, 포토리소그래피를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하는 단계, 에칭을 통해 상기 전극 상의 알루미늄 중 일부를 제거하는 단계 및 상기 전극 상에 남아있는 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 양극성 산화 알루미늄을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수분센서를 식물체 줄기에 직접 삽입하여 식물의 수분을 측정할 수 있어 식물체를 그대로 보존할 수 있으며, 데이터 수집용 컴퓨터와 연결할 경우, 실시간 측정이 가능하다는 이점이 있다.
또한 본 발명에 따르면, 센서의 미소한 크기로 인해 빠른 반응속도를 가지며, 수분 흡착성이 있는 나노다공성 물질을 통해 반응의 표면적이 증가된다는 이점이 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 전체구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작공정 순서에 따른 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법에서 제 1 막 형성단계의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 측정한 데이터 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 전체구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작공정 순서에 따른 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법에서 제 1 막 형성단계의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 모습을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 측정한 데이터 그래프이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "??부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고"연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서(1)는, 기판(100), 상기 기판(100) 상에 형성되며 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 전극(200), 상기 전극(200) 상에 형성되며, 친수성을 갖는 제 1 막(300)을 포함할 수 있다.
상기 기판(100)은 사각형 또는 식물의 줄기, 잎 또는 뿌리에 직접 삽입될 수 있도록 일부에 삼각형상을 가질 수 있으며, 식물체 내부에 삽입되더라도 식물의 생장을 방해하지 않을 정도의 크기를 가질 수 있다.
상기 기판(100)은 실리콘 재질의 웨이퍼(wafer)로 제작될 수 있으며, 상부에 절연층 역할을 하는 이산화규소(silicon dioxide)가 증착되어 있을 수 있다.
상기 전극(200)은 Ti, Pt, W, Co, Ni, Au 또는 Cu 중 하나 또는 적어도 하나 이상을 포함하는 혼합물로 형성될 수 있으며, Au가 가장 바람직할 것이다.
상기 전극(200)은 식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터 및 소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 전극(200)은 총 4개로 구성될 수 있으며, 2개는 커패시터 2개는 히터로 구성될 수 있다.
상기 커패시터는 콤브(comb)형태를 가질 수 있으며, 커패시터의 상부에 절연층(dielectric layer)를 증착하여 친수성의 제 1 막(300)의 형성을 안정화 시킬 수 있을 것이다.
상기 제 1 막(300)은 친수성의 성질을 갖는 물질로 구성될 수 있으며, 흡습성의 나노다공성 물질로 구성됨으로써, 반응표면적을 증가시켜 수분측정의 민감성 및 정확성을 향상시킬 수 있을 것이다.
상기 나노다공성 물질의 예로는, 양극성 산화알루미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)이 있으며, 나노다공성 물질의 평균 직경은 60~80nm일 수 있다.
상기 양극성 산화 알루미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)은 전극(200) 상에 알루미늄을 증착(deposition)시키고, 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하고, 에칭(etching)을 통하여 상기 전극(200) 상의 알루미늄 중 일부를 제거한 뒤 상기 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 제작될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)는 상기 제 1막 상에 형성되며, 소수성을 가지며 복수 개의 기둥으로 형성된 제 2 막(400)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 막(400)은 소수성의 성질을 갖는 복수 개의 구조체로 구성될 수 있으며 상기 구조체의 형상은 기둥형상일 수 있다.
상기 기둥은 내부에 관통홀이 형성된 원통 형상을 가지며, 관통 홀을 통해 수증기는 통과하지만 소수성의 성질을 가지므로 물은 통과하지 못해 센서에 물이 직접 닿지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)를 이용하여 수분 포텐셜을 측정하기 위해 정전용량 측정기 또는 수분 포텐셜 계산기가 더 포함될 수 있다. (도면에는 미도시 함)
정전용량 측정기는 커패시턴스를 측정할 수 있으며, 예를 들어, 센서로 교류(AC) 신호 등을 인가하고, 인가된 교류 신호에 따른 전류를 센싱하여 커패시턴스를 측정할 수 있다.
정전용량 측정기는 LCR 미터를 포함할 수 있다. 여기서, LCR 미터는 인덕턴스(Inductance, L), 커패시턴스 (Capacitance, C) 및 저항(Resistance, R)을 측정하는 장비이다.
수분 포텐셜 계산기는 정전용량 측정기에서 측정된 정전용량 값을 수신할 수 있다. 정전용량 측정기에서 전기적 신호로 전환된 데이터, 즉 정전용량 값은 센서 주위의 상대습도를 나타내므로, 수분 포텐셜 계산기는 획득된 상대습도로부터 수분 포텐셜을 계산할 수 있다.
이러한 수분 포텐셜 계산기는 데이터 처리 또는 저장을 위한 프로세서 또는 저장부의 기능이 구비된 전자 단말기로 구현될 수 있으며, 컴퓨터나 휴대용 단말기 등으로 구현될 수 있다.
여기서, 컴퓨터는 예를 들어, 웹 브라우저(WEB Browser)가 탑재된 노트북, 데스크톱(desktop), 랩톱(laptop)등을 포함할 수 있으며, 휴대용 단말기는 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서 스마트폰(Smart Phone) 등과 같은 모든 종류의 핸드 헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
한편, 수분 포텐셜(Water portential)은 하기의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 전체구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)에 포함된 전체 구성들의 구조 및 구성 간의 결합관계를 알 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)는 기판(100) 상에 전극(200)이 배치되고, 전극(200) 상에 친수성의 제 1 막(300)이 배치되며, 친수성의 제 1 막(300) 상에 다시 소수성의 제 2 막(400)이 배치된 구조를 갖는다.
전극(200) 위쪽에 친수성의 제 1 막(300)을 배치함으로써 식물의 수분 포텔셜 측정시 발생하는 노이즈를 최소화할 수 있고, 소수성의 제 2 막(400)을 가장 바깥쪽에 배치함으로써 물이 직접 전극(200) 및 제 1 막(300)에 닿지 않고, 수증기 만이 전달되도록 하여 식물체 내부에 직접 삽입될 수 있다.
이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)의 제작방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작공정 순서에 따른 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)는 도 3(a)의 실리콘 웨이퍼(silicon wafer)에 도 3(b)와 같이 이산화규소 레이어(silicon dioxide layer)를 형성하여 기판(100)을 준비하고, 도 3(c)와 같이 기판(100) 상에 전극(200)을 형성하고, 도 3(d)와 같이 친수성 레이어를 형성한 뒤, 도 3(e)와 같이 소수성 레이어를 형성하는 과정을 거쳐 제작될 수 있다.
또한, 도 3(c)와 같이 전극(200) 상에 절연층 역할을 하는 이산화규소 레이어(silicon dioxide layer)를 더 형성함으로써 친수성 레이어의 형성을 안정화시킬 수 있으며, 도 3(f)와 같이 전극(200) 상에 존재하는 이산화규소 레이어(silicon dioxide layer)의 일부를 제거하는 과정이 더 포함될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서 제작방법은, 기판(100)을 준비하는 기판 준비 단계(S100), 상기 기판(100) 상에, 식물의 수분 포텐셜을 측정하거나 가열되어 주변으로 열을 발산하는 전극(200)을 형성하는 전극 형성 단계(S200), 상기 전극(200) 상에 친수성을 갖는 제 1 막(300)을 형성하는 제 1 막 형성 단계(S300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서 제작방법은 상기 제 1 막(300) 상에 소수성을 갖고, 복수 개의 기둥으로 형성된 제 2 막(400)을 형성하는 제 2 막 형성 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.
상기 전극 형성 단계(S200)에서, 상기 전극(200)은, 식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터 및 나머지는 소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서의 제작방법에서 제 1 막(300) 형성단계의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서제작방법에서, 상기 제 1 막 형성 단계(S300)는, 상기 전극(200) 상에 알루미늄을 증착시키는 단계(S310), 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하는 단계(S320), 에칭을 통해 상기 전극(200) 상의 알루미늄 중 일부를 제거하는 단계(S330) 및 상기 전극(200) 상에 남아있는 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 양극성 산화 알루미늄을 형성하는 단계(S340)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법과 관련하여서는 전술한 장치에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 방법과 관련하여 전술한 장치에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 모습을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1) 제작방법에 의해 제작한 수분센서(1)는 식물체 내부에 직접 삽입되므로 직접적인 수분 포텐셜을 측정할 수 있으며, 식물의 잎, 줄기 또는 뿌리 조직의 절편을 채취하지 않고서도 수분 포텐셜을 측정할 수 있어 비파괴적 측정이 가능하다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서를 토마토 줄기에 삽입하여 측정한 데이터 그래프이다.
도 7(a)는 급액량을 조절하면서 스칼렌더 압력 폭탄(scholander pressure bomb)으로 수분 포텐셜을 임의로 측정해본 결과이고, 도 7(b)는 본 발명에 따른 수분센서(1)를 이용하여 실시간으로 식물의 수분 포텐셜을 측정한 결과이다.
도 7(a)에서 가로축은 날짜, 세로축은 수분 포텐셜을 나타내고, 수분 포텐셜은 보통 음의 값을 가지며, 수분 포텐셜의 값이 0에 가까울수록 식물에 수분량이 많은 상태이다.
도 7(a)를 참조하면, 본 실험에서 17-Aug에서 21-Aug까지 식물에 관수를 잘 공급한 결과, 식물의 수분 포텐셜 값이 증가한 것을 알 수 있으며, 21-Aug에서 23-Aug까지 식물에 관수를 공급하지 않은 결과, 식물의 수분 포텐셜 값이 감소한 것을 알 수 있다. 또한, 24-Aug에 식물에 관수를 다시 공급하기 시작하자 식물의 수분 포텐셜 값이 다시 증가한 것을 알 수 있다.
도 7(b)에서, 가로축은 시간, 세로축은 수분 포텐셜을 나타내고, 빨간색 실선은 수분 포텐셜을, 파란색 실선은 온도를, 초록색 점선은 하루 중 해가 질 즈음의 수분 포텐셜 값을 연결한 것이다.
도 7(b)를 참조하면, 온도가 감소하는 밤에는 식물의 수분량이 증가했다가 온도가 증가하는 해가 뜨는 시기에는 식물의 수분량이 감소하고, 온도가 다시 감소하는 해가 질 즈음에 식물의 수분량이 다시 증가하는 패턴을 갖는다는 것을 알 수 있다.
도 7(b)를 참조하면 17-Aug에서 21-Aug까지는 초록색 점선이 감소하고, 21-Aug에서 23-Aug까지는 초록색 점선이 증가하며, 23-Aug에서 24-Aug까지는 초록색 점선이 감소하는 것을 통해 17-Aug에서 21-Aug까지는 수분 포텐셜이 증가하고, 21-Aug에서 23-Aug까지는 수분 포텐셜이 감소하며, 23-Aug에서 24-Aug까지는 수분 포텐셜이 증가하는 것을 알 수 있다.
즉, 도 7(a)와 도 7(b)는 일별 수분 포텐셜 변화에 있어서, 서로 같은 패턴을 갖는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 도 7(a) 및 도 7(b)에서 나타난 두 패턴 간의 유사성을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 수분센서(1)를 이용한 식물의 수분 포텐셜 측정의 정확성이 높음을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위게 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판
200: 전극
300: 제 1 막
400: 제 2 막
200: 전극
300: 제 1 막
400: 제 2 막
Claims (8)
- 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 형성되며 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 전극; 및
상기 전극 상에 형성되며, 친수성을 갖는 제 1 막을 포함하는 수분센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1막 상에 형성되며, 복수 개의 소수성 구조체로 형성된 제 2 막을 더 포함하는 수분센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전극은
식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터; 및
소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함하는 수분센서.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 막은
상기 전극 상에 알루미늄을 증착(deposition)시키고, 포토리소그래피(photolithography)를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하고, 에칭(etching)을 통하여 상기 전극 상의 알루미늄 중 일부를 제거한 뒤 상기 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 제작된 양극성 산화 알루미늄(AAO, Anodic Aluminum Oxide)으로 이루어지는 것인, 수분센서.
- 식물체 내부에 직접 삽입되어 식물의 수분 포텐셜을 측정하는 수분센서의 제작방법에 있어서,
기판을 준비하는 기판 준비 단계;
상기 기판 상에, 식물의 수분 포텐셜을 측정하거나 가열되어 주변으로 열을 발산하는 전극을 형성하는 전극 형성 단계; 및
상기 전극 상에 친수성을 갖는 제 1 막을 형성하는 제 1 막 형성 단계를 포함하는 수분센서 제작방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 막 상에, 복수 개의 소수성 구조체로 형성된 제 2 막을 형성하는 제 2 막 형성 단계를 포함하는 수분센서 제작방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 전극 형성 단계에서,
상기 전극은,
식물의 수분에 따라 정전용량이 변화하는 커패시터; 및
나머지는 소정온도 이상으로 가열되어 주변으로 열을 발산하는 히터를 더 포함하는 수분센서 제작방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1막 형성 단계는,
상기 전극 상에 알루미늄을 증착시키는 단계;
포토리소그래피를 이용하여 상기 알루미늄을 패터닝하는 단계;
에칭을 통해 상기 전극 상의 알루미늄 중 일부를 제거하는 단계; 및
상기 전극 상에 남아있는 알루미늄을 양극 산화처리(anodizing)하여 양극성 산화 알루미늄을 형성하는 단계를 더 포함하는 수분센서 제작방법.
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