| 기준 | 나노미터 (nm) | 마이크로미터 (μm) |
|---|---|---|
| A sheet of A4 paper (long side) | 297000000 nm | 297000 μm |
| Average adult human height | 1.7 × 109 nm | 1700000 μm |
| A football pitch (length) | 1.05 × 1011 nm | 105000000 μm |
| A marathon | 4.2195 × 1013 nm | 4.2195 × 1010 μm |
| Height of Mount Everest | 8.849 × 1012 nm | 8.849 × 109 μm |
나노미터는 1미터의 10억분의 1입니다. 10-9을 뜻하는 SI 접두어 나노를 미터에 붙인 것으로 기호는 nm입니다. 이 접두어는 난쟁이를 뜻하는 그리스어 나노스에서 왔습니다.
이것은 현대 광학과 전자공학이 다루는 규모입니다. 가시광선은 보라색 끝의 약 380nm에서 붉은색 끝의 750nm까지 걸쳐 있어, 나노미터는 색을 물리적으로 기술하는 표준 단위가 됩니다. 532nm로 발광하는 레이저 포인터는 초록색이고, 650nm짜리는 빨간색입니다. 자외선은 380nm보다 짧고 적외선은 750nm보다 깁니다.
생물학에서도 이 단위가 끊임없이 쓰입니다. DNA 이중나선은 폭이 약 2nm입니다. 일반적인 바이러스는 20~300nm입니다. 세포막의 두께는 7nm 안팎입니다. 이러한 치수는 빛의 파장 자체 때문에 약 200nm로 제한되는 일반 광학 현미경의 분해능보다 작습니다.
나노미터가 과학 밖에서도 익숙해진 것은 반도체 제조 덕분입니다. 공정 노드에는 90nm, 45nm, 14nm, 5nm, 그리고 그보다 작은 이름이 붙어 왔습니다. 이 수치는 이제 칩 위의 특정한 측정 가능한 치수를 가리키지 않으며, 물리적 길이라기보다 마케팅상의 명칭이 되었습니다. 다만 실제 구조가 나노미터 단위인 것은 사실입니다. 현대 트랜지스터의 게이트는 원자 수십 개 너비에 지나지 않습니다.
나노기술은 이 단위에서 이름을 따왔으며, 관례적으로 1~100nm의 구조를 다룹니다. 이 범위에서는 표면 효과가 덩어리 상태의 성질을 압도하기 시작하므로 물질이 다르게 거동하는 경우가 많습니다.
이 규모에서 측정하려면 가시광선에 의존하지 않는 장비가 필요합니다. 전자현미경은 빛보다 실효 파장이 훨씬 짧은 전자를 이용해 1나노미터 이하의 구조를 분해합니다. 원자간력현미경은 또 다른 방식으로, 뾰족한 탐침을 표면 위로 끌면서 그 휘어짐을 기록합니다. 대상이 보이지 않는 한 학문은 멀리 나아갈 수 없으므로, 두 장비 모두 나노기술의 발전에 없어서는 안 될 것이었습니다.
1나노미터는 10옹스트롬, 1000피코미터, 0.001마이크로미터와 같습니다. 종이 한 장의 두께는 약 100,000nm입니다.
마이크로미터는 1미터의 100만분의 1이며 그리스 문자 뮤를 써서 µm로 표기합니다. 미크론이라는 이름으로도 널리 불리는데, 국제도량형총회가 1967년에 이 명칭을 공식적으로 폐지했지만 제조업과 재료과학 현장에서는 지금도 일상적으로 쓰입니다.
이 단위는 낱낱의 세포와 미세 입자의 규모를 다룹니다. 사람의 적혈구는 지름이 약 7µm입니다. 세균은 보통 1~5µm입니다. 사람의 머리카락은 지름이 대략 17~180µm이며, 머리카락은 보이는데 세포는 보이지 않는 이유가 여기에 있습니다. 맨눈으로 분간할 수 있는 한계는 50µm 부근입니다.
대기질 규제는 마이크로미터를 기준으로 삼습니다. PM10과 PM2.5는 각각 10µm 미만, 2.5µm 미만의 입자상 물질을 가리킵니다. 이 구분은 의학적으로 중요합니다. 큰 입자는 코와 목에서 걸러지지만, PM2.5는 폐 깊숙이 들어가 혈류로 넘어갈 수도 있습니다.
정밀공학도 같은 범위를 다룹니다. 기계 가공 공차는 보통 마이크로미터로 지정하며, 표면 거칠기도 같은 단위로 나타냅니다. 베어링 틈새, 도막 두께, 광학 부품의 평면도도 이렇게 측정합니다. 마이크로미터(마이크로미터 나사 게이지)라는 측정 기구의 이름은 단위와의 고정된 관계가 아니라 그 정밀도에서 비롯되었습니다.
적외선의 파장은 나노미터보다 마이크로미터로 나타내는 것이 일반적입니다. 열화상 카메라는 대개 8~14µm 대역에서 작동하는데, 이는 일상적인 온도의 물체가 가장 강하게 복사하는 구간입니다.
여과 성능은 거의 전적으로 이 단위로 표시합니다. 정수 필터는 걸러낼 수 있는 가장 작은 입자로 등급을 매기며 보통 0.2~50µm 범위입니다. 0.2µm 필터는 대부분의 세균을 제거할 만큼 촘촘합니다. 수술용 마스크와 방진 마스크도 같은 범위의 입자로 시험합니다. N95라는 표기는 가장 걸러내기 어려운 0.3µm 안팎의 크기에서 부유 입자의 95퍼센트 이상을 포집하는 필터를 뜻합니다.
그 옛 이름은 지금도 헷갈림을 낳습니다. 1967 년까지 이 단위는 공식으로 미크론이라 불렸고 그리스 문자 뮤 하나로 적혔습니다. 그해 회의가 단위 체계에서 이를 뺀 뒤에도 산업에서는 이 말이 계속 쓰입니다. 반도체 제조는 한 세대에 걸쳐 이 이름을 내걸었습니다. 칩은 공정 치수를 미크론으로 나타냈고, 1970 년대의 열에서 1990 년 무렵의 하나 미만까지 내려갔습니다. 그때 업계는 나노미터로 갈아타고 더 나아갔습니다. 오늘의 세대 이름은 칩 위의 어떤 실제 치수와도 맞지 않지만, 초기의 것들은 맞았고 바로 이 단위로 적혔습니다.
1마이크로미터는 1000나노미터, 0.001밀리미터, 10-6미터와 같습니다.