რა არის ნანომეტრი?

ნანომეტრი (ნმ) არის სიგრძის ერთეული მეტრულ სისტემაში, ტოლი მემილიარდედი მეტრის (1 x 10-9 მ). ალბათ ბევრს სმენია ამის შესახებ ადრე - ის ხშირად ასოცირდება ნანოტექნოლოგია და ძალიან წვრილმანი ნივთების შექმნა ან შესწავლა. ნანომეტრი აშკარად მეტრზე პატარაა, მაგრამ შეიძლება გაინტერესებთ რამდენად პატარაა? ან, რა სახის პროფესიები ან რეალურ სამყაროში არსებული პროდუქტები მუშაობს ამ ნანოსკოპიურ მასშტაბზე? ან როგორ უკავშირდება ის სიგრძის სხვა მეტრულ გაზომვებს?

რამდენად პატარაა ნანომეტრი?

მეტრიკული გაზომვები ყველა ეფუძნება მრიცხველს. შეამოწმეთ ნებისმიერი სახაზავი ან საზომი ლენტი და შეგიძლიათ იხილოთ დანომრილი ნიშნები მეტრის, სანტიმეტრისა და მილიმეტრისთვის. მექანიკური ფანქრით და მტკიცე ხელით ძნელი არ არის ხაზების დახატვა ერთი მილიმეტრით ერთმანეთისგან. ახლა წარმოიდგინეთ, რომ ცდილობთ მოერგოთ ერთი მილიონი პარალელური ხაზები შიგნით მილიმეტრიანი სივრცე -ეს არის ნანომეტრი. ამ ხაზების დამზადებას აუცილებლად დასჭირდება სპეციალიზებული აღჭურვილობა, რადგან:

• ა ნანომეტრი (ნმ) უფრო მცირეა ვიდრე...
• მიკრომეტრი (μm), რომელიც უფრო მცირეა ვიდრე...
• მილიმეტრიანი (მმ), რომელიც უფრო მცირეა ვიდრე...
• სანტიმეტრი (სმ), რომელიც უფრო მცირეა ვიდრე...
• დეციმეტრი (dm), რომელიც უფრო მცირეა ვიდრე...
• მეტრი (მ).

ყოველგვარი ხელსაწყოების (მაგ. გამადიდებელი სათვალეები, მიკროსკოპები) დახმარების გარეშე ადამიანის ნორმალურ თვალს (ანუ რეგულარული ხედვა) შეუძლია ცალკეული ობიექტების დანახვა დაახლოებით ერთი მილიმეტრის ორასი დიამეტრით, რომელიც უდრის 20 მიკრომეტრს.

20 მიკრომეტრის ზომას გარკვეული კონტექსტი რომ მისცეთ, ნახეთ, შეგიძლიათ თუ არა ერთი ბამბის/აკრილის ბოჭკოს ამოცნობა სვიტერიდან გამოძვრა (შუქის წყაროსთან მისი დაჭერა ძალიან დაგვეხმარება) ან ჰაერში ცურვა როგორც მტვერი. ან ხელის გულზე გაწურეთ წვრილი ქვიშა, რომ იპოვოთ ყველაზე პატარა, ძლივს შესამჩნევი მარცვლები. თუ ამის გაკეთება ცოტა რთულია, შეხედეთ ადამიანის თმას, რომელიც დიამეტრის 18 მიკრომეტრიდან (ძალიან წვრილად) 180 მიკრომეტრამდე (ძალიან უხეში) მერყეობს.

და ეს ყველაფერი მხოლოდ მიკრომეტრის დონეა - ნანომეტრის ზომის ობიექტები ათასჯერ უფრო მცირეა!

ატომები და უჯრედები

ნანომასშტაბი ჩვეულებრივ მოიცავს ზომებს 1-დან 100 ნანომეტრამდე, რაც მოიცავს ყველაფერს ატომური დონეებიდან უჯრედულ დონეზე. ვირუსების ზომები მერყეობს 50-დან 200 ნანომეტრამდე. უჯრედის მემბრანის საშუალო სისქე 6 ნანომეტრიდან 10 ნანომეტრამდეა. დნმ-ის სპირალის დიამეტრი დაახლოებით 2 ნანომეტრია, ხოლო ნახშირბადის ნანომილები შეიძლება იყოს 1 ნანომეტრის დიამეტრის.

ამ მაგალითებიდან გამომდინარე, ადვილი გასაგებია, რომ მას სჭირდება მაღალი სიმძლავრის და ზუსტი აღჭურვილობა (მაგ. სკანირება გვირაბის მიკროსკოპები) ობიექტებთან (ანუ გამოსახულება, გაზომვა, მოდელირება, მანიპულირება და წარმოება) ურთიერთქმედების მიზნით. ნანოსკოპიული მასშტაბი. და არიან ადამიანები, რომლებიც ამას აკეთებენ ყოველდღე ისეთ სფეროებში, როგორიცაა:

• Ქიმია
• ბიოლოგია
• ფიზიკა
• მასალების მეცნიერება
• ინჟინერია
• ტექნიკა

ნანომეტრის მასშტაბით დამზადებული თანამედროვე პროდუქციის მრავალი მაგალითი არსებობს. ზოგიერთი მცირე ზომის მედიკამენტი შექმნილია იმისთვის, რომ შეძლოს წამლების მიწოდება კონკრეტულ უჯრედებში. თანამედროვე სინთეზური ქიმიკატები იწარმოება პროცესით, რომელიც ქმნის მოლეკულებს ნანომეტრის სიზუსტით. ნახშირბადის ნანომილები გამოიყენება პროდუქტების თერმული და ელექტრული თვისებების გასაუმჯობესებლად. Და Samsung Galaxy S8 სმარტფონი და Apple iPad Pro ტაბლეტი (მეორე თაობის) ორივე თვისება პროცესორები შექმნილია 10 ნმ.

მომავალში უფრო მეტია ნანომეტრის ზომის სამეცნიერო და ტექნოლოგიური აპლიკაციებისთვის. თუმცა, ნანომეტრი ყველაზე პატარა საზომიც კი არ არის! შეამოწმეთ ქვემოთ მოცემული ცხრილი, რომ ნახოთ, როგორ ადარებს მას.

მეტრული ცხრილი

მეტრიკა	Ძალა	ფაქტორი
ეგზამეტრი (Em)	1018	1 000 000 000 000 000 000
პეტამეტრი (PM)	1015	1 000 000 000 000 000
ტერამეტრი (Tm)	1012	1 000 000 000 000
გიგამეტრი (გმ)	109	1 000 000 000
მეგამეტრი (მმ)	106	1 000 000
კილომეტრი (კმ)	103	1 000
ჰექტომეტრი (ჰმ)	102	100
დეკამეტრი (კაშხალი)	101	10
მეტრი (მ)	100	1
დეციმეტრი (დმ)	10-1	0.1
სანტიმეტრი (სმ)	10-2	0.01
მილიმეტრი (მმ)	10-3	0.001
მიკრომეტრი (μm)	10-6	0.000 001
ნანომეტრი (ნმ)	10-9	0.000 000 001
პიკომეტრი (სთ)	10-12	0.000 000 000 001
ფემტომეტრი (fm)	10-15	0.000 000 000 000 001
ატომეტრი (ამ)	10-18	0.000 000 000 000 000 001