| Nanometers (nm) | Micrometers (μm) |
|---|---|
| 1 Nanometer | 0.001 μm |
| 2 Nanometers | 0.002 μm |
| 3 Nanometers | 0.003 μm |
| 4 Nanometers | 0.004 μm |
| 5 Nanometers | 0.005 μm |
| 10 Nanometers | 0.01 μm |
| 20 Nanometers | 0.02 μm |
| 25 Nanometers | 0.025 μm |
| 50 Nanometers | 0.05 μm |
| 100 Nanometers | 0.1 μm |
| Referentie | Nanometers (nm) | Micrometers (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 |
De nanometer is een miljardste meter. Hij ontstaat door het SI-voorvoegsel nano, dat 10-9 betekent, voor de meter te zetten, en wordt geschreven als nm. Het voorvoegsel komt van het Griekse nanos, dat dwerg betekent.
Dit is de schaal waarop de moderne optica en elektronica werken. Zichtbaar licht loopt van ongeveer 380 nm aan de violette kant tot 750 nm aan de rode, waardoor de nanometer de standaardeenheid is om kleur natuurkundig te beschrijven. Een laserpen die op 532 nm uitzendt is groen; een van 650 nm is rood. Ultraviolet licht ligt onder 380 nm en infrarood boven 750 nm.
De biologie gebruikt de eenheid voortdurend. De dubbele helix van DNA is ongeveer 2 nm breed. Een gangbaar virus meet tussen 20 en 300 nm. Celmembranen zijn zo’n 7 nm dik. Deze afmetingen liggen onder het oplossend vermogen van gewone lichtmicroscopen, dat door de golflengte van het licht zelf beperkt is tot ongeveer 200 nm.
De halfgeleiderproductie maakte de nanometer ook buiten de wetenschap bekend. Procesknopen kregen namen als 90 nm, 45 nm, 14 nm, 5 nm en kleiner. Het getal komt niet langer overeen met één meetbaar kenmerk op de chip; het is eerder een marketingaanduiding dan een fysieke maat geworden, al meten de onderliggende structuren werkelijk nanometers. De gate van een moderne transistor is enkele tientallen atomen breed.
De nanotechnologie ontleent haar naam aan de eenheid en beslaat volgens afspraak structuren tussen 1 en 100 nm. Materialen gedragen zich in dit bereik vaak anders, omdat oppervlakte-effecten zwaarder gaan wegen dan de eigenschappen van het materiaal als geheel.
Meten op deze schaal vergt instrumenten die niet op zichtbaar licht steunen. Elektronenmicroscopen lossen details onder één nanometer op met elektronen, waarvan de effectieve golflengte veel korter is dan die van licht. Atoomkrachtmicroscopen werken weer anders: ze slepen een scherpe punt over het oppervlak en registreren de doorbuiging ervan. Beide waren onmisbaar voor de ontwikkeling van de nanotechnologie, want een vakgebied komt niet ver zolang zijn onderwerp onzichtbaar blijft.
Eén nanometer is gelijk aan 10 ångström, 1000 picometer of 0,001 micrometer. Een vel papier is ruwweg 100.000 nm dik.
De micrometer is een miljoenste meter en wordt geschreven als µm, met de Griekse letter mu. Hij heet ook veel micron, een naam die de Algemene Conferentie voor Maten en Gewichten in 1967 formeel afschafte maar die in de maakindustrie en de materiaalkunde nog dagelijks wordt gebruikt.
De eenheid bestrijkt de schaal van afzonderlijke cellen en fijne deeltjes. Een menselijke rode bloedcel is ongeveer 7 µm groot. Bacteriën meten doorgaans 1 tot 5 µm. Menselijk haar heeft een doorsnede van ruwweg 17 tot 180 µm, en daarom is haar zichtbaar en zijn cellen dat niet. De grens van het blote oog ligt rond 50 µm.
De regelgeving voor luchtkwaliteit steunt op de micrometer. PM10 en PM2,5 duiden deeltjes aan kleiner dan respectievelijk 10 µm en 2,5 µm. Het onderscheid is medisch van belang: grotere deeltjes worden in neus en keel afgevangen, terwijl PM2,5 diep in de longen doordringt en in de bloedbaan terecht kan komen.
De precisietechniek werkt in hetzelfde bereik. Bewerkingstoleranties worden gewoonlijk in micrometers opgegeven, net als de ruwheid van oppervlakken. Lagerspeling, de dikte van een verflaag en de vlakheid van optische onderdelen worden zo gemeten. Het meetinstrument dat micrometer of schroefmaat heet, dankt zijn naam aan de nauwkeurigheid die het biedt en niet aan een vaste verhouding tot de eenheid.
Golflengten in het infrarood worden meestal in micrometers gegeven in plaats van nanometers. Warmtebeeldcamera’s werken doorgaans tussen 8 en 14 µm, de band waarin voorwerpen bij alledaagse temperaturen het sterkst uitstralen.
Filtratie wordt vrijwel volledig in deze eenheid uitgedrukt. Waterfilters worden ingedeeld naar het kleinste deeltje dat ze tegenhouden, doorgaans tussen 0,2 en 50 µm, en een filter van 0,2 µm is fijn genoeg om de meeste bacteriën te verwijderen. Chirurgische mondmaskers en ademhalingsbeschermers worden beproefd met deeltjes in hetzelfde bereik. De aanduiding N95 staat voor een filter dat ten minste 95 procent van de zwevende deeltjes afvangt bij de moeilijkst tegen te houden grootte, rond 0,3 µm.
Haar oudere naam sticht nog verwarring. Tot 1967 heette de eenheid officieel micron en werd zij met een kale Griekse mu geschreven, en het woord blijft in de industrie gangbaar hoewel de conferentie van dat jaar het uit het eenhedenstelsel schrapte. De halfgeleiderfabricage droeg de naam een generatie lang: chips werden beschreven naar hun procesknoop in micron, dalend van tien in de jaren zeventig tot onder één rond 1990, waarop de bedrijfstak op nanometers overging en verderging. De hedendaagse knoopnamen komen met geen enkele natuurkundige afmeting op de chip meer overeen, maar de vroege deden dat wel, en zij werden juist in deze eenheid vermeld.
Eén micrometer is gelijk aan 1000 nanometer, 0,001 millimeter of 10-6 meter.