Conversione da 4 Micrometri a Nanometri

Informazioni sul Micrometro (μm)

Il micrometro è la milionesima parte del metro e si scrive µm, con la lettera greca mu. È anche largamente chiamato micron, un nome che la Conferenza generale dei pesi e delle misure ha formalmente abolito nel 1967 ma che resta di uso corrente nella manifattura e nella scienza dei materiali.

L’unità copre la scala delle singole cellule e delle particelle fini. Un globulo rosso umano misura circa 7 µm. I batteri stanno di norma fra 1 e 5 µm. Il capello umano ha un diametro compreso all’incirca fra 17 e 180 µm, ed è per questo che i capelli si vedono mentre le cellule no. Il limite della vista a occhio nudo si colloca intorno ai 50 µm.

La normativa sulla qualità dell’aria si fonda sul micrometro. PM10 e PM2,5 indicano il particolato più piccolo di 10 µm e di 2,5 µm rispettivamente. La distinzione conta dal punto di vista medico: le particelle più grandi vengono trattenute da naso e gola, mentre il PM2,5 penetra in profondità nei polmoni e può passare nel sangue.

L’ingegneria di precisione lavora nello stesso intervallo. Le tolleranze di lavorazione si indicano comunemente in micrometri, così come la rugosità superficiale. I giochi dei cuscinetti, lo spessore del film di vernice e la planarità dei componenti ottici si misurano in questo modo. Lo strumento chiamato micrometro, o calibro Palmer, deve il nome alla precisione che offre e non a un rapporto fisso con l’unità.

Le lunghezze d’onda dell’infrarosso si danno di solito in micrometri anziché in nanometri. Le termocamere operano tipicamente fra 8 e 14 µm, la banda in cui gli oggetti a temperature ordinarie emettono con maggiore intensità.

La filtrazione è specificata quasi interamente in questa unità. I filtri per l’acqua sono classificati in base alla particella più piccola che trattengono, di norma fra 0,2 e 50 µm, e un filtro da 0,2 µm è abbastanza fine da rimuovere la maggior parte dei batteri. Mascherine chirurgiche e respiratori sono provati con particelle dello stesso intervallo. La sigla N95 indica un filtro che cattura almeno il 95 per cento delle particelle sospese nella dimensione più difficile da trattenere, intorno a 0,3 µm.

Il suo nome più antico causa ancora confusione. Fino al 1967 l’unità si chiamava ufficialmente micron e si scriveva con un mu greco solo, e la parola resta corrente nell’industria benché la conferenza di quell’anno l’abbia tolta dal SI. La fabbricazione dei semiconduttori portò quel nome per una generazione: i chip si descrivevano dal loro nodo di processo in micron, calando da dieci negli anni settanta a meno di uno verso il 1990, quando l’industria passò ai nanometri e proseguì. I nomi di nodo moderni non corrispondono più ad alcuna dimensione fisica sul chip, ma i primi lo facevano, ed erano indicati proprio in quest’unità.

Un micrometro equivale a 1000 nanometri, 0,001 millimetri o 10^-6 metri.

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.