Từ góc độ hạt, nano{0}}kẽm oxit được phân loại là vật liệu nano; từ góc độ thành phần hóa học, nó là một oxit hoạt động. Do đó, cơ chế diệt khuẩn của nó khác với cơ chế điển hình liên quan đến việc giải phóng các ion kim loại (kẽm).
Hấp phụ tĩnh điện
Do liên kết hóa học giữa kẽm và oxy, độ âm điện bề mặt của oxit kẽm thường cao hơn so với các ion kim loại thông thường. Độ âm điện này chủ yếu xuất phát từ kích thước nano và đặc điểm cấu trúc của nó; cụ thể là ở cấp độ nano, số lượng nguyên tử kẽm lộ ra trên bề mặt nhiều hơn, dẫn đến điện tích bề mặt chủ yếu là dương. Hơn nữa, nếu cấu trúc tinh thể của nano{2}}oxit kẽm không hoàn hảo-gây ra nhiều khuyết tật bề mặt-các đặc tính điện tích dương của nó sẽ được nâng cao hơn nữa. Ngược lại, thành tế bào (bao gồm peptidoglycan, axit teichoic và lipopolysacarit) và màng tế bào (bao gồm phospholipid) của tế bào vi khuẩn mang điện tích âm. Theo nguyên tắc hút các điện tích trái dấu, các hạt nano-kẽm oxit không-được hấp phụ có chọn lọc vào tế bào vi khuẩn.
Sự hòa tan ion và phá vỡ thành tế bào vi khuẩn
Các ion kẽm được giải phóng từ bề mặt oxit kẽm tương tác với tế bào vi khuẩn, thay thế các ion thiết yếu-chẳng hạn như Ca2⁺ và Mg2⁺-thường điều chỉnh các hoạt động sinh lý của tế bào. Sự dịch chuyển này dẫn đến sự biến tính và đông tụ của protein tế bào, cũng như làm bất hoạt các enzyme, do đó làm ảnh hưởng đến các chức năng ban đầu của thành tế bào và màng tế bào. (Tuy nhiên, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng thậm chí nồng độ ion muối kẽm tăng gấp 10 lần cũng không nhất thiết mang lại mức độ hoạt động kháng khuẩn hiệu quả như nhau.)
Khử trùng quang xúc tác
Nano-kẽm oxit xúc tác quá trình chuyển đổi nước-cả trên bề mặt vi khuẩn và bên trong tế bào-thành hydro peroxide (H₂O₂). Đặc tính oxy hóa mạnh của H₂O₂, cùng với các sản phẩm phụ oxy hóa của nó, oxy hóa trực tiếp các lớp cấu trúc bên ngoài của vi khuẩn. Quá trình này phá vỡ hàng rào thẩm thấu của tế bào và làm mất ổn định trạng thái cân bằng vật chất bên trong và bên ngoài của tế bào, cuối cùng dẫn đến cái chết của vi khuẩn.
Hơn nữa, các sản phẩm phân hủy của H₂O₂-như gốc hydroxyl và các loại oxy phản ứng-có thể phản ứng trực tiếp với protein và axit nucleic của vi sinh vật. Sự tương tác này gây ra tổn thương cấu trúc cho các thành phần tế bào quan trọng này, do đó dẫn đến cái chết của vi sinh vật.
Nano{0}}oxit kẽm có khả năng phá vỡ màng tế bào của vi khuẩn và vi rút, dẫn đến rò rỉ tế bào chất của vi khuẩn và làm đông tụ protein của vi rút. Ngoài tác dụng khử trùng và kháng vi-rút, nó còn có thể phân hủy các phức hợp hóa học có hại được giải phóng từ tàn tích của vi khuẩn và vi-rút chết. Do đó, oxit kẽm nano- thể hiện đặc tính diệt khuẩn, diệt nấm và kháng vi-rút mạnh mẽ, đồng thời có khả năng khử mùi hiệu quả. Nghiên cứu chỉ ra rằng oxit kẽm nano- đạt được tỷ lệ khử trùng và kìm khuẩn trên 99% chống lại vi khuẩn và vi rút, cũng như tỷ lệ khử mùi vượt quá 99%.
Thông qua những nỗ lực không ngừng của nhân viên R&D tại Bofu Technology và Longda Nano, một loại hạt nhựa kháng khuẩn oxit kẽm-kẽm đã được phát triển thành công. Sản phẩm này chứng tỏ tỷ lệ khử trùng trên 95% đối với nhiều chủng vi khuẩn khác nhau-bao gồm cả vi khuẩn gram dương, *E. coli* và *S. tụ vàng*-và mang lại hiệu quả kháng khuẩn lâu dài-.
