納米科技及其在當代畜牧業中的前景展望
目前，在科技界耳熟能詳的納米技術已成為繼互聯網、基因等詞後人們關注的又一熱點。納米科技是在20世紀80年代末、90年代初才逐步發展起來的前沿。交叉性新興學科領域，它的迅猛發展將成為對世紀科學技術發展的主流。它不僅是信息技術、生物技術等新興領域發展的推動力，而且因其具有獨特的物理。化學、生物特性為畜牧業的發展提供了新的機遇。
1納米科技的定義及發展過程
1.1納米科技的定義
納米科技中的“納米”是國際長度單位之一，用1nm表示。1nm＝10-9m。納米科技是指在納米尺度（1nm到100nm之間）上研究物質（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學科交叉的科學和技術。當物質小到1nm至100nm時，由於其量子效應、物質的局域性及巨大的表麵及界麵效應，使物質的很多性能發生質變，呈現出許多既不同於宏觀物體，也不同於單個孤立原子的奇異現象。它的最終目標是直接以原子、分子及物質在納米尺度上表現出來的新穎的物理、化學和生物學特性製造出具有特定功能的產品。
1.2納米科技概念的提出與發展
最早提出納米尺度上科學和技術問題的專家是著名的物理學家、諾貝爾獎獲得者理查德·費曼（R.Feynman，1959年，他在加州理工學院做了題為《ThereIsplentyofroomatthebottom》的演講中提到：如果有一無可以按人的意誌安排一個個原子，那將會產生怎樣的奇跡？他預言，化學將變成根據人們的意願逐個的準確的放置原子的問題。時間推移了不到半個世紀，這個奇跡已經成為燦爛的現實。
1981年GredBinnig與HeirichRohrer發明廠納米科技研究的重要工具——掃描隧道顯微鏡（ScanningTunnelingMicroscope，STM）不久，原子力顯微鏡（AtomicForeMicroscope，AFM）也問世，它們對納米科技的發展起到了積極的促進作用。1989年，IBM公司用STM移動贏原子，在鎳晶體表麵上“寫”出了由35個流原子組成的“IBM”字樣。不久，日本日立公司用STM移去二硫化鉬晶體表麵上的一些原子，留下的原子空位組成了每個字母隻有1.5nm高的“PEACE’91”字樣。納米技術正式步入科學技術界是以1990年7月在美國巴爾的摩召開的第一屆國際納米科學技術會議與第五屆國際掃描隧道顯微學會議的同時舉辦。1991年日本NEC公司的SumioLijirma發現了碳納米管。隨後，《納米技術》與《納米生物學》兩種國際性專業期刊也相繼問世，把人類帶入一個生機勃勃的高新技術領域——納米科技領域。
2納米材料的基本特性
當物質（材料）的結構單元（如晶粒或空隙）小到納米量級時，物質的性質發生重大變化，表現出表麵效應、小尺寸效應。量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。
2.1表麵效應
納米材料的表麵效應指納米粒子的表麵原子數與總原子數之比隨粒徑變小而急劇增大後，表麵能大大提高引起性質上的變化，微粒表麵具有很高的活性，極不穩定，易與其它原子結合。如在空氣中金屬顆粒會迅速氧化而燃燒，無機納米粒子暴露在空氣中會吸附氣體，並與氣體發生反應。
2.2小尺寸效應
小尺寸效應指由於納米粒子體積極小所包含原子數很少而引起的不能用通常有限個原子的塊狀物質的性質加以說明的特殊現象，隨納米粒子直徑的減小，能級間隔增大，電子移動困難，電阻率增大，從而使能隙變寬，金屬導體變為絕緣體。
2.3量子尺寸效應
量子尺寸效應指當納米粒子的尺寸下降到某一值時，金屬納米能級附近的電子由準連續變為離散能級的現象以及納米半導體微粒存在不連續最高被占據分子軌道和最低未被占據分子軌道能級而使能隙變寬的現象。這會導致納米微粒磁、光、聲、熱、電以及超導電性與宏觀特性有顯著不同。
2.4宏觀量子隧道效應
電子具有粒子性又具有波動性，因此存在隧道效應。近年來，人們發現一些宏觀物理量，如微顆粒的磁化強度。量子相幹器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應，稱之為宏觀的量子隧道效應。量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應將會是未來微電子、光電子器件的基礎，或者它確立了現存微電子器件進一步微型化的極限，當微電子器件進一步微型化時必須要考慮上述的量子效應。