Hinweis: Extrem kleine Maschinen verwenden es
Ein Nanometer (nm) ist eine Längeneinheit im metrischen System und entspricht einem Milliardstel Meter (1 x 10-9 m). Viele haben wahrscheinlich schon einmal davon gehört – häufig wird es mit Nanotechnologie und der Herstellung oder Untersuchung sehr kleiner Dinge in Verbindung gebracht. Ein Nanometer ist offensichtlich kleiner als ein Meter, aber Sie fragen sich vielleicht, wie klein? Oder welche Arten von Berufen oder realen Produkten arbeiten auf dieser nanoskopischen Skala? Oder wie verhält es sich zu anderen metrischen Längenmaßen?
Wie klein ist ein Nanometer?
Alle metrischen Maße basieren auf dem Meter. Schauen Sie sich jedes Lineal oder Maßband an, und Sie können die nummerierten Markierungen für Meter, Zentimeter und Millimeter sehen. Mit einem Druckbleistift und einer ruhigen Hand ist es nicht schwer, Linien im Abstand von einem Millimeter zu zeichnen. Stellen Sie sich nun vor, Sie versuchen, eine Million parallele Linien auf einem Millimeter – das ist ein Nanometer – unterzubringen. Das Zeichnen dieser Linien würde definitiv Spezialausrüstung erfordern, da:
- Ein Nanometer (nm) ist kleiner als ein…
- Mikrometer (μm), was kleiner ist als ein …
- Millimeter (mm), was kleiner ist als ein …
- Zentimeter (cm), was kleiner ist als ein …
- Dezimeter (dm), was kleiner ist als ein …
- Meter (m).
Ohne den Einsatz von Hilfsmitteln (z. B. Lupen, Mikroskope) ist das normale menschliche Auge (also das normale Sehvermögen) in der Lage, einzelne Objekte mit einem Durchmesser von etwa zwei Hundertstel Millimeter , also 20 Mikrometern, zu erkennen.
Um die Größe von 20 Mikrometern in einen Kontext zu setzen, versuchen Sie, eine einzelne Baumwoll-/Acrylfaser zu identifizieren, die aus einem Pullover herausragt (sie gegen eine Lichtquelle zu halten, hilft ungemein) oder wie Staub in der Luft schwebt. Oder sieben Sie etwas feinen Sand in Ihrer Handfläche, um die kleinsten, kaum wahrnehmbaren Körner zu finden. Wenn Ihnen das zu schwerfällt, schauen Sie sich stattdessen menschliche Haare an, deren Durchmesser zwischen 18 Mikrometern (sehr fein) und 180 Mikrometern (sehr grob) liegt.
Und das alles befindet sich nur im Mikrometerbereich – Objekte im Nanometerbereich sind tausendmal kleiner!
Atome und Zellen
Der Nanomaßstab umfasst im Allgemeinen Abmessungen zwischen einem und 100 Nanometern, was alles von der Atom- bis zur Zellebene einschließt. Viren sind zwischen 50 und 200 Nanometer groß. Die durchschnittliche Dicke einer Zellmembran beträgt zwischen 6 und 10 Nanometern. Eine DNA-Helix hat einen Durchmesser von etwa 2 Nanometern und Kohlenstoffnanoröhren können einen Durchmesser von nur 1 Nanometer erreichen.
Angesichts dieser Beispiele ist es leicht zu verstehen, dass leistungsstarke und präzise Geräte (z. B. Rastertunnelmikroskope) erforderlich sind, um mit Objekten im Nanomaßstab zu interagieren (d. h. sie abzubilden, zu messen, zu modellieren, zu bearbeiten und herzustellen). Und es gibt Menschen, die dies jeden Tag in Bereichen wie diesen tun:
- Chemie
- Biologie
- Physik
- Materialwissenschaften
- Maschinenbau
- Technologie
Es gibt viele Beispiele für moderne Produkte, die im Nanometermaßstab hergestellt werden. Einige so kleine Medikamente sind so konzipiert, dass sie Wirkstoffe gezielt an bestimmte Zellen abgeben können. Moderne synthetische Chemikalien werden in einem Verfahren hergestellt, bei dem Moleküle mit Nanometerpräzision erzeugt werden. Kohlenstoffnanoröhren werden verwendet, um die thermischen und elektrischen Eigenschaften von Produkten zu verbessern. Und das Smartphone Samsung Galaxy S8 und das Tablet Apple iPad Pro (zweite Generation) verfügen beide über Prozessoren , die im 10-nm-Bereich entwickelt wurden discord servers.
Die Zukunft hält noch mehr wissenschaftliche und technologische Anwendungen im Nanometerbereich bereit. Allerdings ist der Nanometer nicht einmal die kleinste Maßeinheit überhaupt! In der folgenden Tabelle finden Sie einen Vergleich.
Die metrische Tabelle
| Metrisch | Leistung | Faktor |
| Prüfer (Em) | 10 18 | 1 000 000 000 000 000 000 |
| Petameter (Pm) | 10 15 | 1 000 000 000 000 000 |
| Terameter (Tm) | 10 12 | 1 000 000 000 000 |
| Gigameter (Gm) | 10 9 | 1 000 000 000 |
| Megameter (Mm) | 10 6 | 1 000 000 |
| Kilometer (km) | 10 3 | 1 000 |
| Hektometer (hm) | 10 2 | 100 |
| Dekameter (Damm) | 10 1 | 10 |
| Meter (m) | 100 | 1 |
| Dezimeter (dm) | 10 -1 | 0,1 |
| Zentimeter (cm) | 10 -2 | 0,01 |
| Millimeter (mm) | 10 -3 | 0,001 |
| Mikrometer (μm) | 10 -6 | 0,000 001 |
| Nanometer (nm) | 10 -9 | 0,000 000 001 |
| Pikometer (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 |
Häufig gestellte Fragen
Nein. Pikometer (pm), Femtometer (fm) und Attometer (am) sind alle kleiner als Nanometer.
Ein Nanometer ist 1.000-mal kleiner als ein Mikrometer. Anders ausgedrückt: Ein Mikrometer (μm) sind 1.000 Nanometer.
Ja. Ein Zentimeter (cm) sind 10.000 Nanometer. Daher ist ein Nanometer 10.000-mal kleiner als ein Zentimeter.
Nein. Ein Nanometer ist 1.000.000 Mal kleiner als ein Millimeter. Ein Millimeter (mm) sind eine Million Nanometer.
Der Durchmesser von Atomen kann zwischen 0,1 und 0,5 Nanometern liegen. Ein Nanometer enthält also etwa 2 bis 10 Atome.