Начиная с 90-х годов прошлого века и выйдя на пик популярности уже после 2000-х, нанотехнология занимает одно из передовых мест в современной науке. Что означает это название, чем занимается нанотехнология, что это - нанометр? Ответы на эти и другие вопросы даются в статье.
Понятие о нанометре
Нанометр - это единица длины. Многие люди, ввиду бурного развития нанотехнологий в последнее время, путают это понятие с маленьким телом, которое называют нанообъектом. Нет, это не объект, а мера измерения расстояния в пространстве. Само слово "нанометр" имеет греческие корни. Оно состоит из двух частей: нано - с греч. "карлик" и метр - единица измерения.
В системе СИ слово "нано-" является приставкой, которая может употребляться перед абсолютно любой физической единицей измерения. Например, нанокилограмм, нанокандела и так далее. Эта приставка означает, что нужно величину, к которой она применяется, уменьшить на 9 порядков.
Нанометр - это одна миллиардная метра, то есть 1 нм = 10-9 м. Из этого соотношения получается, что 1 метр содержит 109 (миллиард) нанометров. Зная, что 1 миллиметр в 1000 раз меньше метра, получаем, что нанометр в миллиметрах запишется как 1 нм = 10-6 мм. Это значит, что нанометр в миллион раз меньше миллиметра.
Еще одной маленькой единицей измерения расстояний, которая наиболее близка к нанометру, является ангстрем. Нанометр больше него в 10 раз.
Нанотехнология - причина популярности нанометра
Под нанотехнологией понимают междисциплинарную современную науку, занимающуюся исследованием и изготовлением материалов, структурные единицы которых имеют масштабы от 1 до 100 нм. Термин "нанотехнология" впервые был предложен японским ученым Норио Танигучи в 1974 году.
Отмеченные масштабы, с которыми работают нанотехнологи, выбраны не случайно. Величина 1 нанометр - это на 1 порядок больше размера атома (самый маленький атом водорода где-то в 10 раз меньше нанометра). Верхнее же значение (100 нм) - это приблизительный предел, больше которого вещество начинает демонстрировать обычные физические свойства.
Немного подробнее остановимся на верхней границе нанообъектов (100 нм). Когда элементы системы имеют средний размер меньше отмеченного значения, то они начинают проявлять квантовые свойства, что заметно сказывается на поведении всего объемного материала. Это ключевой момент, который необходимо понимать, то есть нанотехнология - это не просто исследования нанометрового масштаба, это наука, которая изучает совершенно иные, новые, ранее не известные свойства материи. Например, наночастицы золота могут магнититься.
Нанотехнология представляет собой большое количество современных узких направлений в науке: это исследование полупроводников, металлических наноструктур, свойств поверхностей, молекулярная биология, медицина и другие.
Сравнения, связанные с нанометром
Как было сказано, нанометр - это очень маленькое расстояние. Для более ясного представления о том, насколько мал нанометр, приведем два любопытных сравнения:
- 1 нм во столько раз меньше 1 м, во сколько футбольный мяч меньше нашей планеты;
- в среднем на 1 нм вырастает борода у взрослого мужчины за время, которое проходит, пока он берет бритву и подносит ее к своему лицу.
Интересные данные "нанометрового" характера
Длина в нанометрах часто используется для измерения волны электромагнитного излучения в диапазоне от ультрафиолетового и до инфракрасного. Так, видимый для человека свет имеет длину волны в пределах от 400 до 700 нм.
Нанотехнология - это наука, изучающая неживую природу. Действительно, самая маленькая бактерия имеет размер 200 нм, что лежит выше упомянутого в предыдущем пункте предела.
Наши легкие способны очищаться самостоятельно от любых твердых частиц, размер которых превышает 200 нм. Если инородные тела будут меньше этой величины, то они могут попасть в кровь через легкие, распространиться по всему организму и привести к возникновению опасных заболеваний.
Толщина человеческого волоса лежит далеко за пределами нанометра. Его типичные размеры составляют 70 мкм (70 тысяч нанометров).
