ウイルスの大きさも表せる、ナノメートルの世界
ナノメートルは、1メートルを10億に分けた一つ分の長さです。髪の毛1本の太さがおよそ8万から10万ナノメートルなので、その10万分の1ほどにあたります。
ウイルスの大きさも、この単位を使えば二桁の数字で言い表せます。目に見えない世界を、人はこうして測ってきました。
10億分の1メートルはどれくらいか
1ナノメートルは10億分の1メートルで、記号はnmと書きます。数字だけではつかみにくいので、身近なものと比べてみます。
コピー用紙1枚の厚さはおよそ10万ナノメートル、1インチは2540万ナノメートルです。DNAの二重らせんの太さは2.5ナノメートル、金の原子1個の直径は0.3ナノメートルほどしかありません。
つまりナノメートルは、原子が数個並んだくらいの長さを表す物差しです。
単位として決まったのは1960年
ナノはギリシャ語で小人を意味する言葉に由来します。この接頭語が世界共通のルールになったのは1960年です。
アメリカ国立標準技術研究所（NIST）の資料によると、この年の第11回国際度量衡総会で、小さい側のマイクロ・ナノ・ピコと、大きい側のメガ・ギガ・テラが一度に追加されました。国際単位系（SI）が生まれたのと同じ年です。
ナノメートルは、単位の歴史のなかでは新しい部類に入ります。
ウイルスをナノメートルで測る理由
ウイルスの直径は、多くが20から300ナノメートルの範囲に収まります。新型コロナウイルスを細胞の中で撮影した研究では、平均およそ90ナノメートルという値が報告されました。
これをミリメートルで書くと0.00009ミリとなり、ゼロを数えないと読めません。ナノメートルなら90で済みます。
扱う対象が小さい分野ほど細かい単位が使われるのは、この読みやすさのためです。
光学顕微鏡でウイルスが見えない理由
学校の顕微鏡でウイルスが見えないのは、倍率が足りないからではありません。光そのものが大きすぎるのです。
目に見える光の波長は400から700ナノメートル。この光を使う顕微鏡が見分けられる限界は横方向でおよそ250ナノメートルとされ、それより小さいものは像がにじんで重なります。
ウイルスの多くはこの限界より小さいため、電子顕微鏡の出番になります。電子は光より波長がはるかに短く、細かい形まで写せるからです。
「3ナノ」は長さを表していない
ナノと付いていても長さとは限りません。半導体の「3ナノ」「5ナノ」がその例です。
これは世代を示す呼び名で、チップの中に3ナノメートルの部品があるという意味ではありません。IEEEの技術誌スペクトラムは、名前と実際の寸法が食い違う状態が20年ほど続いていると指摘しています。
130ナノメートル世代のゲート長は実測で70ナノメートル、22ナノメートル世代では26ナノメートルでした。数字を見たときは、何を測った値なのかを確かめてください。
ナノメートルという物差しがあるおかげで、ウイルスも原子も同じ土俵で比べられます。次に「ナノ」という文字を見かけたら、それが長さなのか呼び名なのかを確かめてみてください。見分けがつくと、数字の意味が一段はっきりします。
参考にした資料
