Čo je nanometer?

Tip: Používajú ju extrémne malé stroje

Nanometer (nm) je jednotkou dĺžky v metrickom systéme, ktorá sa rovná jednej miliarde metra (1 x 10-9 m). Mnohí z nich už pravdepodobne počuli - je to často spojené s nanotechnológiou a tvorbou alebo štúdiom veľmi malých vecí. Nanometer je zrejme menší ako jeden meter, ale možno vás zaujímame, ako malý? Alebo aké profesie alebo produkty reálneho sveta pracujú na tejto nanoskopickej škále?

Alebo ako súvisí s inými metrickými meraniami dĺžky?

Ako malý je nanometer?

Metrické merania sú založené na meradle. Skontrolujte ľubovoľné pravítko alebo meraciu pásku a môžete vidieť očíslované značky pre merače, centimetre a milimetre. S mechanickou ceruzkou a stabilnou rukou nie je ťažké nakresliť líniu jeden milimetr od seba. Teraz si predstavte, že sa snažíte vložiť jeden milión paralelných čiar v rámci jedného milimetra - to je nanometer. Vytvorenie týchto liniek by určite vyžadovalo špeciálne vybavenie, keďže:

• Nanometer (nm) je menšia než a ..

• mikrometra (μm), ktorá je menšia ako a ..

• milimeter (mm), čo je menšie ako ..

• centimetra (cm), ktorá je menšia ako a ..

• decimetre (dm), ktorá je menšia ako a ..

• meter (m)

Bez bežných nástrojov (napr. Zväčšovacie sklo, mikroskopy) je normálne ľudské oko (tj pravidelné videnie) schopné vidieť jednotlivé objekty s priemerom približne dve stotiny jedného milimetra , čo je 20 mikrometrov.

Ak chcete dať do kontextu veľkosti 20 mikrometrov, pozrite sa, či môžete zistiť, či jedno bavlnené / akrylové vlákno vyčnievajúce z sveteru (držanie sa proti zdroju svetla bude mimoriadne pomáhať) alebo plávať vo vzduchu ako prach. Alebo vylejte nejaký jemný piesok do dlaní, aby ste našli najmenšie, sotva vnímateľné zrná.

Ak je to trochu ťažké, pozrite sa na ľudské vlasy namiesto toho, ktoré sa pohybujú od 18 mikrometrov (veľmi jemné) až po 180 mikrometrov (veľmi hrubé) v priemere.

A to všetko je len mikrometrická úroveň - objekty s veľkosťou nanometra sú tisíckrát menšie!

Atómy a bunky

Nanoškály všeobecne zahŕňajú rozmery medzi jedným a 100 nanometrami, ktoré zahŕňajú všetko od atómovej až po bunkovú úroveň. Vírusy sa pohybujú od 50 do 200 nanometrov. Priemerná hrúbka bunkovej membrány je medzi 6 nanometrami a 10 nanometrami. Skrutkovica DNA má priemer približne 2 nanometre a uhlíkové nanotrubičky môžu mať priemer len 1 nanometer.

Vzhľadom na tieto príklady je ľahké pochopiť, že vyžaduje vysoko výkonné a presné vybavenie (napr. Skenovacie tunelovacie mikroskopy), ktoré interagujú s nanoskopickými meradlami (tj image, meranie, modelovanie, manipulácia a výroba). A existujú ľudia, ktorí to robia každý deň v oblastiach ako:

• chémia

• biológie

• fyzika

• Materiálová veda

• strojárstvo

• technológie

Existuje mnoho príkladov moderných výrobkov vyrobených na nanometrovej stupnici. Niektoré lieky, ktoré sú navrhnuté tak, aby boli schopné dodávať lieky konkrétnym bunkám. Moderné syntetické chemikálie sa vyrábajú procesom, ktorý vytvára molekuly s presnosťou nanometrov.

Uhlíkové nanotrubičky sa používajú na zlepšenie tepelných a elektrických vlastností výrobkov. A smartphone Samsung Galaxy S8 a tablet Apple iPad Pro (druhý-gen) majú procesory navrhnuté na 10 nm.

Budúcnosť má viac na sklade pre nanometrické vedecké a technologické aplikácie. Avšak nanometer nie je ani najmenšie meranie okolo! Pozrite nižšie uvedenú tabuľku, aby ste videli, ako porovnáva.

Metrická tabuľka