Fra et partikkelperspektiv er nano-sinkoksid klassifisert som et nanomateriale; fra et kjemisk sammensetningsperspektiv er det et aktivt oksid. Følgelig skiller dens bakteriedrepende mekanisme seg fra den typiske mekanismen som involverer frigjøring av metall (sink)ioner.
Elektrostatisk adsorpsjon
På grunn av den kjemiske bindingen mellom sink og oksygen, er overflateelektronegativiteten til sinkoksyd generelt høyere enn for typiske metallioner. Denne elektronegativiteten stammer først og fremst fra dens nanoskala dimensjoner og strukturelle egenskaper; spesifikt, på nanoskala, er et større antall sinkatomer eksponert på overflaten, noe som resulterer i en overveiende positiv overflateladning. Videre, hvis krystallstrukturen til nano-sinkoksidet er ufullkommen-utviser mange overflatedefekter-forsterkes dens positive ladningsegenskaper ytterligere. Omvendt har celleveggene (sammensatt av peptidoglykaner, teichoic syrer og lipopolysakkarider) og cellemembraner (sammensatt av fosfolipider) til bakterieceller en negativ ladning. I samsvar med prinsippet om at motsatte ladninger tiltrekker seg, adsorberes nano-sinkoksidpartiklene ikke-selektivt på bakteriecellene.
Ionisk oppløsning og forstyrrelse av bakteriecellevegger
Sinkioner frigjort fra overflaten av sinkoksydet samhandler med bakterieceller, og fortrenger essensielle ioner-som Ca²⁺ og Mg²⁺-som vanligvis regulerer cellens fysiologiske aktiviteter. Denne forskyvningen fører til denaturering og koagulering av cellulære proteiner, samt inaktivering av enzymer, og dermed kompromittere de opprinnelige funksjonene til celleveggen og cellemembranen. (Studier har imidlertid indikert at selv en ti ganger økning i konsentrasjonen av sinksaltioner ikke nødvendigvis gir samme nivå av effektiv antibakteriell aktivitet.)
Fotokatalytisk sterilisering
Nano-sinkoksid katalyserer omdannelsen av vann-både på bakterieoverflaten og inne i cellen-til hydrogenperoksid (H₂O₂). De kraftige oksidasjonsegenskapene til H₂O₂, sammen med dets oksidative biprodukter, oksiderer direkte de ytre strukturelle lagene til bakteriene. Denne prosessen forstyrrer cellens permeabilitetsbarriere og destabiliserer den indre og ytre materiallikevekten til cellen, noe som til slutt fører til bakteriell død.
Videre kan nedbrytningsproduktene av H₂O₂-som hydroksylradikaler og reaktive oksygenarter-reagere direkte med mikrobielle proteiner og nukleinsyrer. Denne interaksjonen forårsaker strukturell skade på disse vitale cellulære komponentene, og resulterer dermed i døden til mikroorganismen.
Nano-sinkoksid er i stand til å forstyrre cellemembranene til bakterier og virus, noe som fører til lekkasje av bakteriell cytoplasma og koagulering av virale proteiner. I tillegg til dens steriliserende og antivirale effekter, kan den også bryte ned skadelige kjemiske komplekser frigjort fra restene av døde bakterier og virus. Følgelig viser nano-sinkoksid kraftige bakteriedrepende, soppdrepende og antivirale egenskaper, og har også effektive luktfjernende egenskaper. Forskning viser at nano-sinkoksid oppnår en steriliserings- og bakteriostatisk hastighet på over 99 % mot bakterier og virus, samt en luktelimineringsgrad som overstiger 99 %.
Gjennom den iherdige innsatsen til FoU-personell ved Bofu Technology og Longda Nano, har en nano-sinkoksid antimikrobiell masterbatch blitt utviklet. Dette produktet viser en steriliseringsrate på over 95 % mot ulike bakteriestammer-inkludert Gram-positive bakterier, *E. coli* og *S. aureus*-og gir lang-antimikrobiell effekt.
