Kas ir nanometrs?

Nanometrs (nm) ir garuma vienība metriskajā sistēmā, vienāda ar viena miljardā daļa no metra (1 x 10-9 m). Daudzi, iespējams, par to ir dzirdējuši jau iepriekš - tas bieži ir saistīts ar nanotehnoloģijas un ļoti sīku lietu radīšana vai izpēte. Nanometrs acīmredzami ir mazāks par metru, bet jūs varētu domāt, cik mazs? Vai arī kāda veida profesijas vai reāli produkti darbojas šajā nanoskopiskajā mērogā? Vai arī kā tas attiecas uz citiem garuma metriskiem mērījumiem?

Cik mazs ir nanometrs?

Visi metriskie mērījumi ir balstīti uz skaitītāju. Pārbaudiet jebkuru lineālu vai mērlenti, un jūs varat redzēt numurētos metru, centimetru un milimetru marķējumus. Ar mehānisko zīmuli un stabilu roku nav grūti novilkt līnijas viena milimetra attālumā. Tagad iedomājieties, ka cenšaties iederēties viens miljons paralēlas līnijas iekšpusē milimetra telpa -tas ir nanometrs. Šo līniju izgatavošanai noteikti būs nepieciešams specializēts aprīkojums, jo:

• A nanometrs (nm) ir mazāks par a...
• mikrometrs (μm), kas ir mazāks par...
• milimetrs (mm), kas ir mazāks par...
• centimetrs (cm), kas ir mazāks par...
• decimetrs (dm), kas ir mazāks par...
• metrs (m).

Bez jebkādu instrumentu (piem., palielināmo stiklu, mikroskopu) palīdzības normāla cilvēka acs (t.i., regulāra redze) spēj redzēt atsevišķus objektus apm. viena milimetra divas simtdaļas diametrā, kas ir vienāds ar 20 mikrometriem.

Lai sniegtu 20 mikrometru izmēram kādu kontekstu, pārbaudiet, vai varat identificēt vienu kokvilnas/akrila šķiedru izcelšanās no džempera (to turēšana pret gaismas avotu ļoti palīdzēs) vai peldēšana gaisā kā putekļi. Vai arī izsijāt smalkas smiltis plaukstā, lai atrastu mazākos, tikko pamanāmos graudiņus. Ja tas ir nedaudz grūti izdarāms, tā vietā apskatiet cilvēka matus, kuru diametrs ir no 18 mikrometriem (ļoti smalks) līdz 180 mikrometriem (ļoti rupji).

Un tas viss ir tikai mikrometra līmenis — nanometra izmēra objekti ir tūkstoš reižu mazāki!

Atomi un šūnas

Nanomēroga parasti ietver izmērus no viena līdz 100 nanometriem, kas ietver visu, sākot no atomu līdz šūnu līmenim. Vīrusu izmērs ir no 50 līdz 200 nanometriem. Šūnu membrānas vidējais biezums ir no 6 nanometriem līdz 10 nanometriem. DNS spirāles diametrs ir aptuveni 2 nanometri, un oglekļa nanocaurules var sasniegt pat 1 nanometru diametru.

Ņemot vērā šos piemērus, ir viegli saprast, ka tam ir nepieciešams jaudīgs un precīzs aprīkojums (piemēram, skenēšana tunelēšanas mikroskopi), lai mijiedarbotos ar (t.i., attēlu, mērīšanas, modelēšanas, manipulācijas un izgatavošanas) objektiem uz ierīces. nanoskopiskā mērogā. Un ir cilvēki, kas to dara katru dienu tādās jomās kā:

• Ķīmija
• Bioloģija
• Fizika
• Materiālzinātne
• Inženierzinātnes
• Tehnoloģija

Ir daudz piemēru mūsdienu produktiem, kas izgatavoti nanometru mērogā. Dažas mazas zāles ir paredzētas, lai tās varētu piegādāt zāles noteiktām šūnām. Mūsdienu sintētiskās ķīmiskās vielas tiek ražotas procesā, kas rada molekulas ar nanometru precizitāti. Oglekļa nanocaurules izmanto, lai uzlabotu izstrādājumu termiskās un elektriskās īpašības. Un Samsung Galaxy S8 viedtālrunis un Apple iPad Pro planšetdators (otrās paaudzes) abas iezīmes procesori projektēts pie 10 nm.

Nākotnē ir daudz vairāk nanometru lieluma zinātniskiem un tehnoloģiskiem lietojumiem. Tomēr nanometrs nav pat mazākais rādītājs! Pārbaudiet zemāk esošo tabulu, lai redzētu to salīdzinājumu.

Metrikas tabula

Metrika	Jauda	Faktors
Eksāmetrs (Em)	1018	1 000 000 000 000 000 000
Petametrs (pm)	1015	1 000 000 000 000 000
Terametrs (Tm)	1012	1 000 000 000 000
Gigametrs (Gm)	109	1 000 000 000
Megametrs (mm)	106	1 000 000
Kilometrs (km)	103	1 000
Hektometrs (hm)	102	100
Dekometrs (dambis)	101	10
metrs (m)	100	1
Decimetrs (dm)	10-1	0.1
Centimetrs (cm)	10-2	0.01
Milimetrs (mm)	10-3	0.001
Mikrometrs (μm)	10-6	0.000 001
Nanometrs (nm)	10-9	0.000 000 001
Pikometrs (pm)	10-12	0.000 000 000 001
Femtometrs (fm)	10-15	0.000 000 000 000 001
Attometrs (am)	10-18	0.000 000 000 000 000 001