ما هو نانومتر؟

تلميح: تستخدمها آلات صغيرة للغاية

النانومتر (nm) هو وحدة طول في النظام المتري ، تساوي واحد من المليار من المتر (1 × 10-9 م). من المحتمل أن يكون الكثيرون قد سمعوا بها من قبل - وكثيرا ما يرتبط ذلك بتقنية النانو وخلق أو دراسة أشياء صغيرة جدا. من الواضح أن مقياس النانو أصغر من المتر ، لكنك قد تتساءل عن مدى صغره؟ أو ما هي أنواع المهن أو منتجات العالم الحقيقي التي تعمل على هذا النطاق النانوي؟

أو كيف ترتبط بقياسات متريّة أخرى للطول؟

ما مدى صغر نانومتر؟

تستند جميع القياسات المترية إلى المقياس. افحص أي مسطرة أو شريط قياس ، ويمكنك رؤية العلامات المرقمة للأمتار والسنتيمترات والميليمترات. مع قلم رصاص ميكانيكي ويد ثابت ، ليس من الصعب رسم خطوط بمقدار ميلليمتر واحد. تخيل الآن محاولة احتواء مليون خط متوازي داخل مسافة ملليمتر - وهذا هو نانومتر. إن صنع هذه الخطوط يتطلب بالتأكيد معدات متخصصة منذ:

• النانومتر (نانومتر) هو أصغر من ..

• ميكرومتر ()m) ، وهو أصغر من

• ملليمتر (مم) ، وهو أصغر من

• سنتيمتر (سم) ، وهو أصغر من

• ديسيميتر (دي إم) ، وهو أصغر من

• متر (م)

وبدون مساعدة من أي أدوات (مثل النظارات المكبرة ، المجاهر) ، فإن العين البشرية العادية (أي الرؤية العادية) قادرة على رؤية أجسام مفردة عند حوالي مائتي جزء من المليمتر الواحد ، أي ما يعادل 20 ميكرومتر.

لإعطاء حجم 20 ميكرومتر بعض السياق ، يمكنك معرفة ما إذا كان بإمكانك التعرف على ألياف قطنية / أكريليك واحدة تخرج من سترة (تثبيتها ضد مصدر ضوء سوف يساعد بشكل كبير) أو تعوم في الهواء مثل الغبار. أو نخل بعض الرمل الناعم في راحة يدك للعثور على أصغر الحبوب التي لا يمكن إدراكها بالكاد.

إذا كان ذلك صعباً قليلاً ، فقم بإلقاء نظرة على شعر الإنسان بدلاً من ذلك ، والتي تتراوح من 18 ميكرومتر (جيد جداً) إلى 180 ميكرومتر (خشنة جداً) في القطر.

وكل ما هو مستوى الميكرومتر فقط - الأجسام النانوية الحجم أصغر ألف مرة!

الذرات والخلايا

يشتمل مقياس النانو بشكل عام على أبعاد تتراوح ما بين واحد و 100 نانومتر ، والتي تشمل كل شيء من المستويات الذرية إلى الخلوية. تتراوح الفيروسات من 50 و 200 نانومتر. متوسط ​​سماكة غشاء الخلية يتراوح بين 6 نانومتر و 10 نانومتر. يبلغ طول الدنا الحلزوني حوالي 2 نانومتر ، ويمكن أن تصل الأنابيب النانوية الكربونية إلى 1 نانومتر.

بالنظر إلى هذه الأمثلة ، من السهل فهم أنها تتطلب معدات عالية الطاقة ودقة (مثل مجاهر المسح النفقي) للتفاعل مع (أي صورة ، وقياس ، ونموذج ، ومعالجة ، وتصنيع) الأجسام على مقياس النانوي. وهناك أشخاص يقومون بهذا كل يوم في مجالات مثل:

• كيمياء

• مادة الاحياء

• علوم فيزيائية

• علم المواد

• هندسة

• تقنية

هناك العديد من الأمثلة على المنتجات الحديثة المصنوعة على مقياس النانومتر. تم تصميم بعض الأدوية الصغيرة لتكون قادرة على توصيل الأدوية لخلايا محددة. يتم تصنيع المواد الكيميائية الاصطناعية الحديثة من خلال عملية تنتج الجزيئات بدقة نانومترية.

يتم استخدام الأنابيب النانوية الكربونية لتحسين الخصائص الحرارية والكهربائية للمنتجات. كما يتميز كل من الهاتف الذكي Samsung Galaxy S8 و iPad iPad Pro (الجيل الثاني) بمعالجين مصممين على 10 نانومتر.

يمتلك المستقبل مزيدًا من التطبيقات العلمية والتكنولوجية ذات الحجم النانوي. ومع ذلك ، فإن النانومتر ليس حتى أصغر قياس حوله! تحقق من الجدول أدناه لمعرفة كيف يقارن.

الجدول المتري