Quali sono alcuni oggetti ultramicroscopici?

Gli oggetti ultramicroscopici, a volte chiamati sub-microscopici o nanoscopici, sono oggetti troppo piccoli per essere utilmente osservati con un microscopio convenzionale. Ciò si riferisce in genere a oggetti di dimensioni inferiori a circa un micron, ma può riferirsi a batteri grandi fino a pochi micron. Un micron, o micrometro, è un milionesimo di metro, seguito dal nanometro, che è un miliardesimo di metro.

Il mezzo più comune per osservare oggetti ultramicroscopici è il microscopio elettronico, inventato nel 1931. Un paio di altri includono l'ultramicroscopio, che osserva oggetti più piccoli della lunghezza d'onda della luce osservando i loro anelli di diffrazione contro un corpo nero, e il microscopio a tunnel a scansione, che usa effetti quantistici per immagini di singoli atomi.

Alcune lunghezze e oggetti ultramicroscopici includono:

• Atomo di idrogeno - 0,05 nm.
• Atomo di zolfo - 0,1 nm.
• Diametro del nanotubo di carbonio - 1 nm.
• Diametro dell'elica del DNA - 2 nm.
• 10 coppie di basi in un tipico filamento di DNA - 3,4 nm.
• Spessore della tipica membrana cellulare - 6-10 nm.
• Virus più piccoli - 20 nm.
• Lunghezza d'onda della luce ultravioletta estrema - 40 nm.
• Dimensione minima delle funzionalità dei microchip attuali: 65 nm.
• Dimensione delle particelle di fumo tipiche - 100 nm.
• Il più grande virus noto,
• Inizia lo spettro di luce visibile (viola) - 380 nm.
• Diametro capside del più grande virus noto, Mimivirus - 400 nm.
• Diametro del batterio più piccolo conosciuto, Haemophilus influenzae - 500 nm.
• Limite superiore informale del regime ultramicroscopico - 1000 nm.

Quando il microscopio elettronico iniziò ad essere usato commercialmente negli anni '40, una delle sue prime applicazioni fu la caratterizzazione e la descrizione dei virus, che fino a quel momento erano considerati relativamente misteriosi. Gran parte della ricerca pionieristica ha avuto luogo in Germania, Canada e Stati Uniti. È stato scoperto che i virus, insieme alla maggior parte degli altri oggetti ultramicroscopici, non cambiano in relazione ai loro ambienti, che si ritiene abbiano impedito loro di includerli nell'albero della vita.

Altri usi per gli ultramicroscopi includono l'osservazione delle particelle di nebbia e il tracciamento degli ioni nelle camere a nuvola e lo studio del moto browniano, che è stato uno dei primi argomenti affrontati da Einstein all'inizio della sua carriera fisica.