ما هو النانومتر؟

النانومتر (نانومتر) وحدة طول في النظام المتري ، تساوي واحد من المليار من المتر (1 × 10-9 م). من المحتمل أن يكون قد سمع عنها الكثير من قبل - فهي مرتبطة كثيرًا بـ تكنولوجيا النانو وإنشاء أو دراسة أشياء صغيرة جدًا. من الواضح أن النانومتر أصغر من المتر ، لكن قد تتساءل عن مدى صغره؟ أو ما هي أنواع المهن أو المنتجات الواقعية التي تعمل على هذا المقياس النانوي؟ أو ، ما هي علاقته بالقياسات المترية الأخرى للطول؟

ما مدى صغر نانومتر؟

تعتمد جميع القياسات المترية على العداد. افحص أي مسطرة أو شريط قياس ، ويمكنك رؤية العلامات المرقمة للأمتار والسنتيمترات والمليمترات. باستخدام قلم رصاص ميكانيكي وعقرب ثابت ، ليس من الصعب رسم خطوط على بعد مليمتر واحد. الآن تخيل محاولة التكيف مليون واحد خطوط متوازية داخل مسافة مليمتر-هذا نانومتر. سيتطلب صنع هذه الخطوط بالتأكيد معدات متخصصة لأن:

• أ نانومتر (نانومتر) أصغر من ...
• ميكرومتر (ميكرومتر) ، وهو أصغر من ...
• ملليمتر (مم) ، وهو أصغر من ...
• سنتيمتر (سم) ، وهو أصغر من ...
• ديسيمتر (dm) ، وهو أصغر من ...
• متر (م).

بدون مساعدة من أي أدوات (مثل النظارات المكبرة والمجاهر) ، فإن العين البشرية الطبيعية (أي الرؤية العادية) قادرة على رؤية الأشياء الفردية في حوالي

مائتي ملليمتر واحد بقطر يساوي 20 ميكرومتر.

لإعطاء حجم 20 ميكرومترًا بعض السياق ، انظر ما إذا كان يمكنك تحديد ألياف قطنية / أكريليك واحدة الخروج من السترة (سيساعد رفعها في مواجهة مصدر الضوء بشكل كبير) أو الطفو في الهواء مثل الغبار. أو نخل بعض الرمل الناعم في راحة يدك للعثور على أصغر حبيبات بالكاد يمكن إدراكها. إذا كان ذلك صعبًا بعض الشيء ، فقم بإلقاء نظرة على شعر الإنسان بدلاً من ذلك ، والذي يتراوح قطره من 18 ميكرومتر (دقيق جدًا) إلى 180 ميكرومتر (خشن جدًا) في القطر.

وكل هذا هو مستوى الميكرومتر - الأجسام النانومترية أصغر ألف مرة!

الذرات والخلايا

يشمل المقياس النانوي عمومًا أبعادًا تتراوح بين واحد و 100 نانومتر ، والتي تشمل كل شيء من المستويات الذرية إلى الخلوية. يتراوح حجم الفيروسات بين 50 و 200 نانومتر. يتراوح متوسط ​​سمك غشاء الخلية بين 6 نانومتر و 10 نانومتر. يبلغ قطر حلزون الحمض النووي حوالي 2 نانومتر ، ويمكن أن يصل قطر الأنابيب النانوية الكربونية إلى 1 نانومتر.

بالنظر إلى هذه الأمثلة ، من السهل أن نفهم أنها تتطلب معدات عالية الطاقة ودقيقة (مثل المسح الضوئي المجاهر النفقية) للتفاعل مع (مثل الصورة والقياس والنمذجة والمعالجة والتصنيع) على الكائنات الموجودة على مقياس النانو. وهناك أشخاص يفعلون ذلك كل يوم في مجالات مثل:

• كيمياء
• مادة الاحياء
• الفيزياء
• علم المواد
• هندسة
• تقنية

هناك العديد من الأمثلة على المنتجات الحديثة المصنوعة على مقياس النانومتر. تم تصميم بعض الأدوية الصغيرة لتكون قادرة على إيصال الأدوية إلى خلايا معينة. يتم تصنيع المواد الكيميائية الاصطناعية الحديثة من خلال عملية تخلق جزيئات بدقة نانومترية. تستخدم الأنابيب النانوية الكربونية لتحسين الخصائص الحرارية والكهربائية للمنتجات. و ال هاتف Samsung Galaxy S8 الهاتف الذكي و جهاز Apple iPad Pro اللوحي (الجيل الثاني) كلاهما ميزة معالجات مصممة في 10 نانومتر.

المستقبل لديه الكثير من التطبيقات العلمية والتكنولوجية بحجم النانومتر. ومع ذلك ، فإن النانومتر ليس حتى أصغر قياس موجود! تحقق من الجدول أدناه لمعرفة كيف يقارن.

الجدول المتري

قياس	قوة	عامل
الامتحان (م)	1018	1 000 000 000 000 000 000
بيتاميتر (م)	1015	1 000 000 000 000 000
تيراميتير (تم)	1012	1 000 000 000 000
جيجا متر (جم)	109	1 000 000 000
ميغا متر (مم)	106	1 000 000
كيلومتر (كم)	103	1 000
هكتومتر (hm)	102	100
ديكامتر (السد)	101	10
متر (م)	100	1
ديسيمتر (dm)	10-1	0.1
سنتيمتر (سم)	10-2	0.01
ملليمتر (مم)	10-3	0.001
ميكرومتر (ميكرومتر)	10-6	0.000 001
نانومتر (نانومتر)	10-9	0.000 000 001
بيكومتر (م)	10-12	0.000 000 000 001
مقياس فيمتومتر (fm)	10-15	0.000 000 000 000 001
أتوميتر (صباحا)	10-18	0.000 000 000 000 000 001