Kurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok XIV; No 3251

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

 

Jedno zdumienie dziennie...

 

.

Wielkości w świecie nanotechnologii.

Warto jednak zastanowić się, w jakiej przestrzeni się poruszamy mówiąc o nanotechnologii, jak przełożyć sobie nanowymiary na wymiary życia codziennego, wymiary dostępne naszej wyobraźni. 
W dziesiętnym systemie metrycznym jednostką długości jest metr i od metra układamy calą skalę jednostek mniejszych i większych od yotta (Yg 1024) do yocto do yocto (yo 10-24) (zestawienie jednostek znajduje się tu). Milimetr to jedna tysięczna metra, mikrometr (oznaczany jako μm) to jedna tysięczna milimetra, a nanometr to jedna tysięczna mikrometra, czyli jedna miliardowa metra (10-9). W chemii molekularnej uzywa się czasem starszej jednostki - Ångstrem (Ångström). [1 nm = 10 Å; 1 Å = 100 pm (pikometrów)].  
Nanotechnologia obejmuje zjawiska molekularne w zakresie od ułamka nm do 100 nanometrów, a więc od wielkości pojedynczych atomów (wiązanie węgiel-węgiel, a więc odległość między atomami węgla związkach organicznych wynosi 0,12-0,13 nm, atom wodoru ma 0,07 nm średnicy. 
I tak przenosimy się do świata molekuł. W tym świecie cząsteczka wody ma rozpiętość 0,15 nm, cząsteczka glukozy 0,33 nm, albumina jaj jako polimer ma 2,8 nm, a dosyć złożona cząsteczka hemoglobiny mierzy sobie 3,25 nm, grubość łańcucha DNA wynosi ok. 2 nm, najmniejsza komórkowa istota żywa, bakteria z rodzaju Mycoplasma, ma około 200 nm długości. 
Przedstawiony powyżej samochodzik zajmuje na wyimaginowanym parkingu powierzchnię 3x4 nm. Na tle atomów złota ma wymiar skromny, bo są one duże w porównaniu do części składowych nanomalucha. Ale to jest niezbyt przejrzyste dla naszej wyobraźni. Nie obracamy się przecież na co dzień wśród molekuł wody czy hemoglobiny, choć bez nich życie nie jest możliwe. 
Przedstawmy to inaczej. Nanometr ma się tak do metra, jak gałka do gry e kulki ma sie do globu ziemskiego. Albo jeszcze inaczej, nanometr ma się tak wielkości człowieka, jak człowiek do odległości ziemi do księżyca pomnożonej dziesięciokrotnie. Ale to także jakoś nie przemawia do naszej wyobraźni, mało kto z nas ma szansę podróżować na księżyc, a tym bardziej dziesięć razy tam i z powrotem. 
Spróbujmy to jeszcze na inny sposób. Gdybyśmy przekształcili się sami w maluchów wielkości jednego nanometra i maszerowali z szybkością około trzech tysięcy nanometrów na godzinę (człowiek 1,8 m przemierza 6 km/h), to przemaszerowanie od stóp do głów normalnego wymiaru człowieka zajęłoby ponad 40 lat bez odpoczynku i nie licząc się z krętymi bezdrożami kapilar tkankowych...
Daje to pojęcie o wymiarach w jakich się poruszamy mówiąc o nanotechnologii. 
I w takich to wymiarach powstają zupełnie nowe dziedziny chemii, chemii fizycznej, biologii molekularnej oraz nowe dziedziny przemysłu i technologii - nanoelektronika, nanomechanika, nanofotonika, czy nanokomputerologia. 

przykładowe modele struktur nanomolekuł

w tle struktura fullerenu, jednej z nanostruktur
[QZE11::004];[32::109]10;[QRE05::100]p91
w sieci 13.4.2013; nr 3251


 

witrynę prowadzi
© R. Antoszewski
Titirangi, Auckland, 
Nowa Zelandia

(wybrane do publ. R. Antoszewskiego)

  Site Meter