Een nanometer (nm) is een lengte-eenheid in het metrieke stelsel, gelijk aan een miljardste van een meter (1 x 10-9 m). Velen hebben er waarschijnlijk al van gehoord - het wordt vaak geassocieerd met nanotechnologie en het creëren of bestuderen van zeer kleine dingen. Een nanometer is duidelijk kleiner dan een meter, maar je vraagt je misschien af hoe klein dat is? Of, welke soorten beroepen of echte producten werken op deze nanoscopische schaal?
Of, hoe verhoudt zich dit tot andere metrische lengtemetingen?
Hoe klein is een nanometer?
Metrische metingen zijn allemaal gebaseerd op de meter. Inspecteer een liniaal of meetlint en u kunt de genummerde markeringen voor meters, centimeters en millimeters zien. Met een mechanisch potlood en een stabiele hand is het niet moeilijk om lijnen één millimeter uit elkaar te trekken. Stel je nu voor dat je probeert te passen een miljoen parallelle lijnen binnen de ruimte van een millimeter- dat is een nanometer. Het maken van die lijnen zou zeker gespecialiseerde apparatuur vereisen, aangezien:
-
EEN nanometer (nm) is kleiner dan een ..
-
micrometer (μm), wat kleiner is dan een ..
-
millimeter (mm), die kleiner is dan een ..
-
centimeter (cm), dat kleiner is dan een ..
-
decimeter (dm), die kleiner is dan een ..
-
meter (M)
Zonder de hulp van enig gereedschap (bijvoorbeeld vergrootglazen, microscopen) is een normaal menselijk oog (dat wil zeggen een normaal zicht) in staat om individuele voorwerpen ongeveer twee honderdsten van een millimeter in diameter, die gelijk is aan 20 micrometer.
Om de grootte van 20 micrometer enige context te geven, kijk of je een enkele katoen / acrylvezel kunt herkennen die uit een trui steekt (tegen een lichtbron aanhouden helpt enorm) of als stof in de lucht zweeft. Of zeef wat fijn zand in de palm van je hand om de kleinste, nauwelijks waarneembare korrels te vinden.
Als die een beetje moeilijk zijn om te doen, kijk dan eens naar menselijke haartjes, die variëren van 18 micrometer (zeer fijn) tot 180 micrometer (zeer grof) in diameter.
En dat alles is slechts het niveau van de micrometer - voorwerpen van nanometerformaat zijn duizend keer kleiner!
Atomen en cellen
De nanoschaal omvat over het algemeen dimensies tussen één en 100 nanometer, die alles omvat van atomaire tot cellulaire niveaus. Virussen variëren van 50 en 200 nanometer groot. De gemiddelde dikte van een celmembraan ligt tussen 6 nanometer en 10 nanometer. Een helix van DNA heeft een diameter van ongeveer 2 nanometer en koolstofnanobuizen kunnen zo klein worden als 1 nanometer in diameter.
Gegeven deze voorbeelden is het gemakkelijk te begrijpen dat het krachtige en nauwkeurige apparatuur vereist (bijvoorbeeld scanning tunneling microscopen) om op nanoscopische schaal te interageren met (dat wil zeggen beeld, meten, modelleren, manipuleren en produceren) van objecten. En er zijn mensen die dit elke dag doen op gebieden zoals:
-
Chemie
-
Biologie
-
Fysica
-
Materiaal kunde
-
bouwkunde
-
Technologie
Er zijn veel voorbeelden van moderne producten gemaakt op nanometerschaal. Sommige geneesmiddelen die klein zijn, zijn ontworpen om geneesmiddelen aan specifieke cellen af te geven. Moderne synthetische chemicaliën worden vervaardigd door een proces dat moleculen creëert met nanometer-precisie.
Koolstof nanobuisjes worden gebruikt om de thermische en elektrische eigenschappen van producten te verbeteren. En de Samsung Galaxy S8-smartphone en de Apple iPad Pro-tablet (tweede generatie) zijn beide voorzien van processoren die zijn ontworpen op 10 nm.
De toekomst heeft meer te bieden voor wetenschappelijke en technologische toepassingen van nanometerformaat. De nanometer is echter niet eens de kleinste meting die er is! Controleer de onderstaande tabel om te zien hoe het zich verhoudt.
De metrische tabel
| Metriek | macht | Factor |
| Exameter (Em) | 1018 | 1 000 000 000 000 000 000 |
| Petameter (Pm) | 1015 | 1 000 000 000 000 000 |
| Terameter (Tm) | 1012 | 1 000 000 000 000 |
| Gigameter (Gm) | 109 | 1 000 000 000 |
| Megameter (Mm) | 106 | 1 000 000 |
| Kilometer (km) | 103 | 1 000 |
| Hectometer (hm) | 102 | 100 |
| Decameter (moeder) | 101 | 10 |
| Meter (m) | 100 | 1 |
| Decimeter (dm) | 10-1 | 0.1 |
| Centimeter (cm) | 10-2 | 0.01 |
| Millimeter (mm) | 10-3 | 0.001 |
| Micrometer (μm) | 10-6 | 0.000 001 |
| Nanometer (nm) | 10-9 | 0.000 000 001 |
| Picometer (pm) | 10-12 | 0.000 000 000 001 |
| Femtometer (fm) | 10-15 | 0.000 000 000 000 001 |
| Attometer (am) | 10-18 | 0.000 000 000 000 000 001 |
