Conversione da 4 Ångström a Nanometri

Informazioni sul Ångström (Å)

L’ångström è un’unità di lunghezza pari a un decimiliardesimo di metro, ossia 0,1 nanometri. Prende nome da Anders Jonas Ångström, il fisico svedese che la impiegò nella sua mappa dello spettro solare del 1868. Il simbolo è Å, una lettera presa in prestito dall’alfabeto svedese.

L’ångström sopravvive perché corrisponde alla scala degli atomi. Un atomo di idrogeno ha un raggio di circa 0,5 Å. Un legame singolo carbonio-carbonio misura all’incirca 1,5 Å. Esprimere questi valori in nanometri produce decimali scomodi, sicché cristallografi, spettroscopisti e biologi strutturali continuano a preferire l’unità più antica. Le strutture proteiche depositate nelle banche dati pubbliche sono tuttora descritte dalla loro risoluzione in ångström, e una struttura risolta meglio di 2 Å è considerata di alta qualità.

Anche le lunghezze d’onda della luce visibile ricadono in un intervallo comodo. La luce rossa si colloca vicino ai 7000 Å e la violetta intorno ai 4000 Å. Le lunghezze d’onda dei raggi X si raggruppano attorno a 1 Å, ed è esattamente per questo che la diffrazione dei raggi X rivela la spaziatura atomica: la sonda e il bersaglio hanno la stessa dimensione.

L’ångström non fa parte del Sistema internazionale di unità. Il BIPM lo elenca fra le unità ammesse all’uso con il SI ma ne scoraggia nuove applicazioni, preferendo il nanometro o il picometro. Tale indicazione ha avuto scarso effetto nei campi in cui l’unità è radicata. La produzione di semiconduttori ne offre un esempio chiaro. I nodi di processo sono stati indicati in nanometri per decenni ma, via via che le strutture si riducevano, il settore ha cominciato a esprimere lo spessore dell’ossido di gate in ångström, e Intel ha battezzato una generazione della propria tecnologia era Angstrom.

Leggere la letteratura scientifica più antica richiede attenzione. Prima di essere legato al metro, l’ångström era definito rispetto a una precisa riga spettrale del cadmio, e i valori pubblicati agli inizi del Novecento possono discostarsi lievemente da quelli odierni. L’Unione Astronomica Internazionale adottò quella definizione spettroscopica nel 1907, che rimase in vigore finché il metro stesso non fu ridefinito rispetto al cripto nel 1960. Lo scarto è piccolo ma reale, e conta quando si confrontano misure spettrali storiche con quelle attuali.

La conversione è immediata. Un ångström equivale a 10^-10 metri, 0,1 nanometri o 100 picometri. Dieci ångström fanno un nanometro.

Informazioni sul Nanometro (nm)

Il nanometro è la miliardesima parte del metro. Si forma applicando al metro il prefisso SI nano, che vale 10^-9, e si scrive nm. Il prefisso deriva dal greco nanos, che significa nano.

È la scala di lavoro dell’ottica e dell’elettronica moderne. La luce visibile si estende da circa 380 nm all’estremo violetto a 750 nm all’estremo rosso, il che fa del nanometro l’unità consueta per descrivere il colore in termini fisici. Un puntatore laser che emette a 532 nm è verde; uno a 650 nm è rosso. La luce ultravioletta sta sotto i 380 nm e l’infrarossa sopra i 750 nm.

La biologia usa l’unità di continuo. La doppia elica del DNA è larga circa 2 nm. Un virus tipico misura fra 20 e 300 nm. Le membrane cellulari hanno uno spessore di circa 7 nm. Queste dimensioni stanno al di sotto della risoluzione dei microscopi ottici convenzionali, limitata dalla lunghezza d’onda della luce stessa a circa 200 nm.

La produzione di semiconduttori ha reso il nanometro familiare anche fuori dalla scienza. I nodi di processo hanno portato nomi come 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm e oltre. La cifra non corrisponde più ad alcuna caratteristica misurabile precisa del chip: è diventata una denominazione commerciale più che una dimensione fisica, benché le strutture sottostanti misurino davvero nanometri. Il gate di un transistor moderno è largo poche decine di atomi.

La nanotecnologia prende nome dall’unità e per convenzione riguarda le strutture fra 1 e 100 nm. In questo intervallo i materiali si comportano spesso in modo diverso, perché gli effetti di superficie cominciano a prevalere sulle proprietà di massa.

Misurare a questa scala richiede strumenti che non si affidino alla luce visibile. I microscopi elettronici risolvono dettagli inferiori al nanometro impiegando elettroni, la cui lunghezza d’onda effettiva è assai più corta di quella della luce. I microscopi a forza atomica funzionano in altro modo: trascinano una punta affilata sulla superficie e ne registrano la deflessione. Entrambi sono stati indispensabili allo sviluppo della nanotecnologia, giacché un campo avanza a fatica finché il suo oggetto resta invisibile.

Un nanometro equivale a 10 ångström, 1000 picometri o 0,001 micrometri. Un foglio di carta è spesso all’incirca 100 000 nm.