Hiukkasten näkökulmasta nano-sinkkioksidi luokitellaan nanomateriaaliksi. kemiallisen koostumuksen näkökulmasta se on aktiivinen oksidi. Näin ollen sen bakterisidinen mekanismi eroaa tyypillisestä mekanismista, johon liittyy metalli- (sinkki)-ionien vapautuminen.
Sähköstaattinen adsorptio
Sinkin ja hapen välisestä kemiallisesta sidoksesta johtuen sinkkioksidin pintaelektronegatiivisuus on yleensä suurempi kuin tyypillisten metalli-ionien. Tämä elektronegatiivisuus johtuu ensisijaisesti sen nanomittakaavasta ja rakenteellisista ominaisuuksista; erityisesti nanomittakaavassa suurempi määrä sinkkiatomeja paljastuu pinnalla, mikä johtaa pääasiassa positiiviseen pintavaraukseen. Lisäksi, jos nano-sinkkioksidin kiderakenne on epätäydellinen-ja siinä on lukuisia pintavirheitä-, sen positiiviset varausominaisuudet paranevat entisestään. Sitä vastoin bakteerisolujen soluseinämissä (jotka koostuvat peptidoglykaaneista, teikoiinihapoista ja lipopolysakkarideista) ja solukalvoissa (koostuvat fosfolipideistä) on negatiivinen varaus. Sen periaatteen mukaisesti, että vastakkaiset varaukset vetävät puoleensa, nano-sinkkioksidihiukkaset adsorboituvat ei--selektiivisesti bakteerisoluihin.
Ionien liukeneminen ja bakteerisolujen seinämien hajoaminen
Sinkkioksidin pinnasta vapautuvat sinkki-ionit ovat vuorovaikutuksessa bakteerisolujen kanssa ja syrjäyttävät välttämättömiä ioneja -kuten Ca²⁺ ja Mg²⁺-, jotka tyypillisesti säätelevät solun fysiologista toimintaa. Tämä syrjäytyminen johtaa soluproteiinien denaturoitumiseen ja koaguloitumiseen sekä entsyymien inaktivoitumiseen, mikä vaarantaa soluseinän ja solukalvon alkuperäiset toiminnot. (Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että jopa kymmenkertainen sinkkisuola-ionien pitoisuuden kasvu ei välttämättä tuota samaa tehokkaan antibakteerisen aktiivisuuden tasoa.)
Fotokatalyyttinen sterilointi
Nano-sinkkioksidi katalysoi veden-muutosta sekä bakteerien pinnalla että solun sisällä-vetyperoksidiksi (H2O₂). H2O2:n voimakkaat hapettavat ominaisuudet yhdessä sen hapettavien sivutuotteiden kanssa hapettavat suoraan bakteerien ulkoiset rakennekerrokset. Tämä prosessi häiritsee solun läpäisevyyttä ja horjuttaa solun sisäistä ja ulkoista materiaalitasapainoa, mikä lopulta johtaa bakteerien kuolemaan.
Lisäksi H2O₂{0}}hajoamistuotteet, kuten hydroksyyliradikaalit ja reaktiiviset happilajit-, voivat reagoida suoraan mikrobiproteiinien ja nukleiinihappojen kanssa. Tämä vuorovaikutus aiheuttaa rakenteellisia vaurioita näille elintärkeille solukomponenteille, mikä johtaa mikro-organismin kuolemaan.
Nano-sinkkioksidi pystyy hajottamaan bakteerien ja virusten solukalvoja, mikä johtaa bakteerien sytoplasman vuotamiseen ja virusproteiinien koaguloitumiseen. Steriloivien ja virustenvastaisten vaikutustensa lisäksi se voi myös hajottaa haitallisia kemiallisia komplekseja, jotka vapautuvat kuolleiden bakteerien ja virusten jäännöksistä. Näin ollen nano-sinkkioksidilla on voimakkaita bakteereja tappavia, sieniä tappavia ja antiviraalisia ominaisuuksia, ja sillä on myös tehokkaat hajunpoistoominaisuudet. Tutkimukset osoittavat, että nano-sinkkioksidi saavuttaa yli 99 %:n sterilointi- ja bakteriostaattisuuden bakteereja ja viruksia vastaan sekä hajunpoistonopeuden yli 99 %.
Bofu Technologyn ja Longda Nanon T&K-henkilöstön ahkeralla työllä on onnistuneesti kehitetty nano-sinkkioksidin antimikrobinen perusseos. Tämän tuotteen sterilointiaste on yli 95 % eri bakteerikantoja vastaan, -mukaan lukien gram{4}}positiiviset bakteerit, *E. coli* ja *S. aureus*-ja tarjoaa pitkäaikaisen-antimikrobisen tehon.
