Nano nano

 Muistaako kukaan tätä Nano nano?

Teen työssäni paljon nanotason tutkimusta ja olen tehnyt sitä pitkään; nanometri on hiukan atomin halkaisijaa suurempi mittayksikkö. Atomiydin on paljon pienempi eli noin miljoonasosa tästä nanosta. Meidän ihmisten tyypillinen mittayksikkö on metri: olemme itse karkeasti metriluokassa, jollei pituus niin sitten vatsanympärys; huonekorkeus on 2,5 metriä, taulutelevision halkaisija on metrin luokkaa; keittiön tasot ovat noin metrin korkeudella jne.

Auton rengas: ajan autolla yhdellä rengaskerralla ehkä 40 000 km, jona aikana renkaan kulutuspintaa kuluu noin kuusi millimetriä, joten ajettua metriä kohti kulutus on noin kuudesosa nanometriä, ja kun renkaan halkaisija on metrin luokkaa, niin joka kerta renkaan koskettaessa maata siitä poistuu noin yksi atomikerros.

Nanometriä suurempi yksikkö on mikrometri, joka on hiukan näkemämme valon aallonpituutta suurempi mittayksikkö. Arkielämässämme mikrometri on varsin pieni mitta ja esim. kaikki eurosetelit ovat 105 mikrometriä paksuudeltaan. Haitallisimpien ilman pienhiukkasten halkaisija on alle yhden mikrometrin, mutta emme kykene niitä näkemään. Jos menemme omasta metrin maailmastamme tuhat kertaa isompaan eli kilometri-luokkaan, niin harva pääsee niin kauas omilla maillaan, ja moni pilvi taivaalla on sillä korkeudella. Materiaalin sisällä loikka nanometristä mikrometriin on siis varsin suuri, koska se usein tapahtuu kolmeen suuntaan.

Millimetri sen sijaan alkaa olla tutumpi meille kaikille ja esimerkiksi tämän lauseen lopussa oleva piste on kooltaan noin millimetrin puolikas. Vastaava skaalaus metrimitasta ylöspäin johtaa tuhanteen kilometriin, jolloin joudumme usein poistumaan jo omasta maastamme. Tuhat kilometriä ylöspäin mennessä ilma alkaa olla varsin harvaa ja alaspäin mennessä kallio varsin kuumaa, eikä niin syvälle ole ehtinyt yksikään ihmisen kairanreikä.

Metriin pääseminen vaatii vielä kerran kertomisen tuhannella, jolloin mittayksikkö on miljoona kilometriä, jolloin joudutaan kauas Kuun taakse. Etäisyys Maasta Aurinkoon on luokkaa 150 miljoonaa kilometriä ja Auringon halkaisija luokkaa on luokkaa miljoona kilometriä.

Tutkittaessa nanotason ilmiöitä (metriluokan systeemeissä) ollaan siis samassa tilanteessa kuin jos Aurinkoa alkaisi tutkia muutaman metrin paloissa. Alhaalla on tilaa, kuten Feynman sanoi.

Jatketaan joskus myöhemmin matkaa kauemmas.