Co je to nanometr?

Nanometr (nm) je jednotka délky v metrickém systému, rovná se jedna miliardtina metru (1 x 10-9 m). Mnozí o něm pravděpodobně již slyšeli – často je s ním spojován nanotechnologie a vytváření nebo studium velmi malých věcí. Nanometr je samozřejmě menší než metr, ale možná se ptáte, jak malý? Nebo jaké druhy profesí nebo produkty ze skutečného světa fungují v tomto nanoskopickém měřítku? Nebo jak to souvisí s jinými metrickými měřeními délky?

Jak malý je nanometr?

Metrická měření jsou všechna založena na měřiči. Zkontrolujte jakékoli pravítko nebo měřicí pásku a uvidíte očíslované značky pro metry, centimetry a milimetry. S mechanickou tužkou a pevnou rukou není těžké kreslit čáry jeden milimetr od sebe. A teď si představte, že se snažíte zapadnout jeden milión rovnoběžné čáry uvnitř prostor milimetru -to je nanometr. Výroba těchto linek by rozhodně vyžadovala specializované vybavení, protože:

• A nanometr (nm) je menší než a...
• mikrometr (μm), což je menší než...
• milimetr (mm), což je menší než...
• centimetr (cm), což je menší než...
• decimetr (dm), což je menší než...
• Metr (m).

Bez pomoci jakýchkoliv nástrojů (např. lupy, mikroskopy) je normální lidské oko (tj. běžné vidění) schopno vidět jednotlivé předměty na přibližně dvě setiny milimetru v průměru, který se rovná 20 mikrometrům.

Chcete-li dát velikosti 20 mikrometrů nějaký kontext, podívejte se, zda dokážete identifikovat jediné bavlněné/akrylové vlákno vyčnívat ze svetru (nesmírně pomůže jeho přiložení ke zdroji světla) nebo se vznášet ve vzduchu jako prach. Nebo si prosejte trochu jemného písku v dlani, abyste našli nejmenší, sotva postřehnutelná zrnka. Pokud je to trochu obtížné, podívejte se místo toho na lidské vlasy, které mají průměr od 18 mikrometrů (velmi jemné) do 180 mikrometrů (velmi hrubé).

A to vše je pouze na úrovni mikrometrů – objekty o velikosti nanometrů jsou tisíckrát menší!

Atomy a buňky

Nanoměřítko obecně zahrnuje rozměry mezi jedním a 100 nanometry, což zahrnuje vše od atomové po buněčnou úroveň. Velikost virů se pohybuje od 50 do 200 nanometrů. Průměrná tloušťka buněčné membrány se pohybuje mezi 6 nanometry a 10 nanometry. Šroubovice DNA má průměr asi 2 nanometry a uhlíkové nanotrubice mohou mít průměr až 1 nanometr.

Vzhledem k těmto příkladům je snadné pochopit, že to vyžaduje vysoce výkonné a přesné vybavení (např tunelové mikroskopy) k interakci s (tj. zobrazení, měření, modelování, manipulaci a výrobě) objektů na nanoskopické měřítko. A jsou lidé, kteří to dělají každý den v oblastech, jako jsou:

• Chemie
• Biologie
• Fyzika
• Věda o materiálech
• Inženýrství
• Technologie

Existuje mnoho příkladů moderních výrobků vyrobených v nanometrovém měřítku. Některé léky, které jsou malé, jsou navrženy tak, aby byly schopné dodávat léky do konkrétních buněk. Moderní syntetické chemikálie jsou vyráběny procesem, který vytváří molekuly s nanometrovou přesností. Uhlíkové nanotrubice se používají ke zlepšení tepelných a elektrických vlastností výrobků. A Samsung Galaxy S8 smartphone a Tablet Apple iPad Pro (druhá generace) obě funkce procesory navržený při 10 nm.

Budoucnost má více v zásobě pro vědecké a technologické aplikace o velikosti nanometrů. Nanometr však není ani nejmenším měřítkem! Podívejte se na tabulku níže, abyste viděli, jak se to srovnává.

Metrická tabulka

Metrický	Napájení	Faktor
Zkouška (Em)	1018	1 000 000 000 000 000 000
petameter (Pm)	1015	1 000 000 000 000 000
Terametr (Tm)	1012	1 000 000 000 000
Gigametr (Gm)	109	1 000 000 000
Megametr (Mm)	106	1 000 000
Kilometr (km)	103	1 000
hektometr (hm)	102	100
Dekametr (přehrada)	101	10
Metr (m)	100	1
decimetr (dm)	10-1	0.1
Centimetr (cm)	10-2	0.01
Milimetr (mm)	10-3	0.001
Mikrometr (μm)	10-6	0.000 001
Nanometr (nm)	10-9	0.000 000 001
Pikometr (odp.)	10-12	0.000 000 000 001
Femtometr (fm)	10-15	0.000 000 000 000 001
Attometr (dopoledne)	10-18	0.000 000 000 000 000 001