Micronschaal

Micronschaal verwijst naar afmetingen die on the order van micrometers (µm) liggen. De term wordt gebruikt in disciplines als natuurkunde, scheikunde, materiaalwetenschap en biologie om structuren, processen en verschijnselen op de micrometerschaal te beschrijven. De micrometer is gelijk aan 10^-6 meter.

Het micronschaal-bereik loopt ongeveer van 1 tot 1000 µm. Ter vergelijking: stuifmeelkorrels meten tientallen µm, een menselijke haardiameter ligt rond de 50–100 µm, en bacteriën zijn doorgaans 0,5–5 µm. Veel microfabricageapparaten opereren zelfs in het bereik van enkele tientallen tot honderden µm.

Op microschaal domineren meestal oppervlaktekrachten, capillariteit en viskeuze effecten boven zwaartekracht. Brownse beweging en diffusie spelen een grotere rol, net als laminaire stroming in kleine kanalen. Deze eigenschappen hebben geleid tot de opkomst van vakgebieden als microfludiciteit en microfabricatie.

Methoden voor karakterisatie omvatten optische microscopie voor grotere deeltjes, en elektronenmicroscopie of atoomkrachtmicroscopie voor hogere resolutie. Deeltjesgroottesystemen worden ook bepaald met dynamische lichtscattering, laserdiffractie of beeldgeanalyse.

Toepassingen omvatten micro-elektromechanische systemen (MEMS), lab-on-a-chip-technologie, microfabricatieoptica en materialenkunde, bijvoorbeeld bestuderen van korrels en poeders. In farmaceutica en cosmetica beïnvloeden micron-sized deeltjes oplossingssnelheid, stabiliteit en textuur.

Uitdagingen bij micronschaalwerk zijn onder meer het bereiken van precieze dimensionale toleranties, het beheersen van oppervlakte-ruwheid, het schalen van macroscopische modellen en metrologie onder beperkte geometrieën.