什么是纳米?

提示:极小的机器使用它

纳米(nm)是公制系统中的一个长度单位,等于十亿分之一米(1×10-9米)。 许多人之前可能听说过它 - 它经常与纳米技术和创造或研究非常微小的事物有关。 纳米明显小于一米,但您可能想知道多小? 或者,在这个纳米尺度上,哪些专业或真实世界的产品可以工作?

或者,它如何与长度的其他度量指标相关?

纳米多小?

公制测量均基于仪表。 检查任何尺子或卷尺,并且您可以看到米,厘米和毫米的编号标记。 用自动铅笔和稳定的手,不难画出一毫米的线条。 现在想象一下,尝试在毫米空间内安装一百万条平行线 - 这是一个纳米。 制造这些生产线肯定需要专门的设备,因为:

如果没有任何工具(例如放大镜,显微镜)的帮助,正常的人眼(即常规视力)能够看到直径约二百分之一毫米的单个物体,其等于20微米。

为了给20微米的尺寸提供一些背景知识,看看你是否能够识别出从毛衣中伸出来的单一棉/丙烯酸纤维(将其固定在光源上将极大地帮助),或者像尘埃一样漂浮在空气中。 或者在手掌上筛一些细沙,找到最小的,几乎不可察觉的谷物。

如果这些有点难,可以看看人的头发,其直径从18微米(非常细)到180微米(非常粗糙)。

而所有这一切只是微米级别 - 纳米尺寸的物体小千倍!

原子和细胞

纳米级通常包含1到100纳米之间的尺寸,其包括从原子到细胞水平的所有物质。 病毒的大小范围从50到200纳米。 细胞膜的平均厚度在6纳米和10纳米之间。 DNA的螺旋直径约为2纳米,碳纳米管的直径可以小至1纳米。

鉴于这些例子,很容易理解,它需要高性能和精密设备(例如扫描隧道显微镜)与纳米尺度上的物体相互作用(即图像,测量,模型,操作和制造)。 还有一些人每天都在这样的领域做这样的事情:

纳米级制造的现代产品有很多例子。 一些小的药物可以将药物输送到特定的细胞。 现代合成化学品是通过创建纳米级精度分子的工艺制造的。

碳纳米管用于改善产品的热性能和电性能。 三星Galaxy S8智能手机和Apple iPad Pro平板电脑(第二代)均采用10纳米设计的处理器。

未来的纳米科技应用存在更多的问题。 但是,纳米甚至不是最小的测量! 查看下面的表格,看看它是如何比较的。

度量表

功率 因子
Exameter(Em) 10 18 1 000 000 000 000 000
Petameter(Pm) 10 15 1 000 000 000 000
Terameter(Tm) 10 12 1 000 000 000
Gigameter(Gm) 10 9 1 000 000 000
Megameter(Mm) 10 6 1 000 000
公里(公里) 10 3 1 000
Hectometer(hm) 10 2 100
十米(水坝) 10 1 10
米(米) 10 0 1
分米(dm) 10 -1 0.1
厘米(厘米) 10 -2 0.01
毫米(mm) 10 -3 0.001
微米(μm) 10 -6 0.000 001
纳米(nm) 10 -9 0.000 000 001
皮米计(下午) 10 -12 0.000 000 000 001
Femtometer(fm) 10 -15 0.000 000 000 000 001
Attometer(am) 10 -18 0.000 000 000 000 001