Nanometri (nm) on pituuden yksikkö metrijärjestelmässä, joka on yhtä suuri kuin yksi miljardisosa yhden metrin (1 x 10-9 m). Monet ovat luultavasti kuulleet siitä ennenkin – se liittyy usein nanoteknologiaan ja hyvin pienten asioiden tekemiseen tai tutkimiseen. Nanometri on tietysti pienempi kuin metri, mutta saatat ihmetellä, kuinka pieni? Tai mitkä todellisen maailman ammatit tai tuotteet toimivat tässä nanoskooppisessa mittakaavassa? Tai miten se verrataan muihin metrisiin pituusmittauksiin?
Kuinka pieni on nanometri?
Metrinen mittaukset perustuvat kaikki mittariin. Tarkista viivain tai mittanauha ja näet numeroidut merkinnät metreille, sentteille ja millimetreille. Mekaanisella kynällä ja vakaalla kädellä ei ole vaikeaa piirtää viivoja millimetrin päähän toisistaan. Kuvittele nyt, että yrität ohittaa miljoona yhdensuuntaiset viivat sisällä millimetrin tila –se on nanometri. Näiden linjojen tekeminen vaatisi varmasti erikoislaitteita, kuten:
- A nanometri (nm) on pienempi kuin a…
- mikrometri (μm), joka on pienempi kuin…
- millimetri (mm), joka on pienempi kuin…
- senttimetri (cm), joka on pienempi kuin…
- desimetri (dm), joka on pienempi kuin…
- mittari (m).
Ilman työkaluja (esim. suurennuslasit, mikroskoopit) normaali ihmissilmä (eli normaalinäkö) pystyy näkemään yksittäisiä esineitä noin kaksi sadasosaa millimetriä halkaisijaltaan, joka on 20 mikrometriä. Antaaksesi 20 mikrometrin koolle jotain kontekstia, katso, voitko tunnistaa yksittäisen puuvilla-/akryylikuidun, joka työntyy neuleesta (sen pitäminen valonlähdettä vasten auttaa valtavasti) tai leijuu ilmassa pölyn tavoin. Tai seulo hienoa hiekkaa kämmenelle löytääksesi pienimmät, tuskin havaittavat rakeet. Jos se on hieman vaikeaa, katso ihmisen hiuksia, joiden halkaisija vaihtelee 18 mikrometristä (erittäin hieno) 180 mikrometriin (erittäin karkea). Ja kaikki tämä on vain mikrometrin taso – nanometrin kokoiset esineet ovat tuhat kertaa pienempiä!
Atomit ja solut
Nanomittakaava kattaa yleensä mitat yhdestä 100 nanometriin, ja se kattaa kaiken atomitasosta solutasoon. Virukset ovat kooltaan 50-200 nanometriä. Solukalvon keskimääräinen paksuus on 6 nanometrin ja 10 nanometrin välillä. DNA-kierteen halkaisija on noin 2 nanometriä ja hiilinanoputket voivat saavuttaa vain 1 nanometrin halkaisijan. Näiden esimerkkien perusteella on helppo ymmärtää, että tarvitaan tehokkaita ja tarkkoja laitteita (esim. pyyhkäisytunnelimikroskoopit) vuorovaikutukseen (eli kuvantamiseen, mittaamiseen, mallintamiseen, manipulointiin ja valmistukseen) nanoskooppisessa mittakaavassa. Ja on ihmisiä, jotka tekevät tämän joka päivä seuraavilla alueilla:
- Kemia
- Biologia
- Fysiikka
- aineelliset taidot
- Tekniikka
- Tekniikka
On olemassa monia esimerkkejä nykyaikaisista nanometrin mittakaavassa valmistetuista tuotteista. Jotkut lääkkeet, jotka ovat pieniä, on suunniteltu kuljettamaan lääkkeitä tiettyihin soluihin. Nykyaikaiset synteettiset kemikaalit valmistetaan prosessilla, joka luo molekyylejä nanometrin tarkkuudella. Hiilinanoputkia käytetään parantamaan tuotteiden lämpö- ja sähköominaisuuksia. Samsung Galaxy S8 -älypuhelimessa ja Apple iPad Pro -tabletissa (toinen sukupolvi) on molemmissa 10 nm:n prosessori. Tulevaisuus tarjoaa enemmän nanometrin kokoisille tieteellisille ja teknologisille sovelluksille. Nanometri ei kuitenkaan ole edes pienin koko! Katso alla olevasta taulukosta, miten se vertautuu.
Metritaulukko
| Metrinen | Nykyinen | Tekijä |
| Tutkija (Em) | 1018 | 1 000 000 000 000 000 000 |
| Petametri (PM) | 1015 | 1 000 000 000 000 000 |
| Lämpötilamittari (Tm) | 1012 | 1 000 000 000 000 |
| Gigametri (Gm) | 109 | 1 000 000 000 |
| Megametri (mm) | 106 | 1 miljoona |
| Kilometrit (km) | 103 | 1000 |
| Hehtaaria (hm) | 102 | 100 |
| Dekametri (pato) | 101 | 10 |
| metriä (m) | 100 | 1 |
| Desimetrit (dm) | 10-1 | 0.1 |
| senttimetriä (cm) | 10-2 | 0,01 |
| millimetriä (mm) | 10-3 | 0,001 |
| Mikrometriä (μm) | 10-6 | 0.000 001 |
| nanometriä (nm) | 10-9 | 0.000 000.001 |
| Pikometri (pm) | 10-12 | 0,000 000 000 001 |
| Femtometri (FM) | 10-15 | 0,000 000 000 000 001 |
| Attometri (am) | 10-18 | 0,000 000 000 000 000 001 |
FAQ
-
Onko nanometri pienin yksikkö?
Ei. Pikometrit (pm), femtometrit (fm) ja attometrit (am) ovat kaikki pienempiä kuin nanometrit.
-
Kuinka paljon pienempi on nanometri kuin mikrometri?
Nanometri on 1000 kertaa pienempi kuin mikrometri. Toisin sanoen yksi mikrometri (μm) on 1000 nanometriä.
-
Onko senttimetri suurempi kuin nanometri?
Joo. Yksi senttimetri (cm) on 10 000 nanometriä. Siksi nanometri on 10 000 kertaa pienempi kuin senttimetri.
-
Onko nanometri suurempi kuin millimetri?
Ei. Nanometri on 1 000 000 kertaa pienempi kuin millimetri. Yksi millimetri (mm) on miljoona nanometriä.
-
Kuinka monta atomia on nanometrissä?
Atomien halkaisija voi vaihdella välillä 0,1-0,5 nanometriä, joten nanometrissä on noin 2-10 atomia.