От гледна точка на частиците нано-цинковият оксид се класифицира като наноматериал; от гледна точка на химичния състав, той е активен оксид. Следователно неговият бактерициден механизъм се различава от типичния механизъм, включващ освобождаване на метални (цинкови) йони.
Електростатична адсорбция
Поради химическата връзка между цинка и кислорода повърхностната електроотрицателност на цинковия оксид обикновено е по-висока от тази на типичните метални йони. Тази електроотрицателност произтича основно от нейните наномащабни размери и структурни характеристики; по-специално, в наномащаба, по-голям брой цинкови атоми са изложени на повърхността, което води до преобладаващо положителен повърхностен заряд. Освен това, ако кристалната структура на нано-цинковия оксид е несъвършена-проявяваща многобройни повърхностни дефекти-характеристиките му на положителен заряд се подобряват допълнително. Обратно, клетъчните стени (съставени от пептидогликани, тейхоеви киселини и липополизахариди) и клетъчните мембрани (съставени от фосфолипиди) на бактериалните клетки носят отрицателен заряд. В съответствие с принципа, че противоположните заряди се привличат, частиците нано-цинков оксид се адсорбират не-селективно върху бактериалните клетки.
Йонно разтваряне и разрушаване на бактериалните клетъчни стени
Цинковите йони, освободени от повърхността на цинковия оксид, взаимодействат с бактериалните клетки, измествайки основните йони-като Ca²⁺ и Mg²⁺-, които обикновено регулират физиологичните дейности на клетката. Това изместване води до денатурация и коагулация на клетъчните протеини, както и до инактивиране на ензимите, като по този начин компрометира първоначалните функции на клетъчната стена и клетъчната мембрана. (Проучванията обаче показват, че дори десетократно увеличение на концентрацията на йони на цинкова сол не води непременно до същото ниво на ефективна антибактериална активност.)
Фотокаталитична стерилизация
Нано-цинковият оксид катализира превръщането на водата-както на бактериалната повърхност, така и в клетката-във водороден пероксид (H₂O₂). Мощните окислителни свойства на H₂O₂, заедно с неговите окислителни странични продукти, директно окисляват външните структурни слоеве на бактериите. Този процес разрушава пропускливата бариера на клетката и дестабилизира вътрешния и външния материален баланс на клетката, което в крайна сметка води до бактериална смърт.
Освен това продуктите на разлагане на H₂O₂-като хидроксилни радикали и реактивни кислородни видове-могат директно да реагират с микробни протеини и нуклеинови киселини. Това взаимодействие причинява структурно увреждане на тези жизненоважни клетъчни компоненти, като по този начин води до смъртта на микроорганизма.
Нано-цинковият оксид е в състояние да разруши клетъчните мембрани на бактерии и вируси, което води до изтичане на бактериална цитоплазма и коагулация на вирусни протеини. В допълнение към своите стерилизиращи и антивирусни ефекти, той може също така да разгражда вредните химически комплекси, отделени от остатъците от мъртви бактерии и вируси. Следователно нано-цинковият оксид демонстрира мощни бактерицидни, фунгицидни и антивирусни свойства и също така притежава ефективни дезодориращи способности. Изследванията показват, че нано-цинковият оксид постига степен на стерилизация и бактериостатичност от над 99% срещу бактерии и вируси, както и степен на елиминиране на миризмите над 99%.
Чрез усърдните усилия на персонала за научноизследователска и развойна дейност в Bofu Technology и Longda Nano беше успешно разработен антимикробен мастербач нано-цинков оксид. Този продукт демонстрира степен на стерилизация от над 95% срещу различни бактериални щамове-включително Грам-положителни бактерии, *E. coli* и *S. aureus*-и предлага дълготрайна-антимикробна ефикасност.
