Daripada perspektif zarah, nano-zink oksida dikelaskan sebagai bahan nano; dari perspektif komposisi kimia, ia adalah oksida aktif. Akibatnya, mekanisme bakterianya berbeza daripada mekanisme biasa yang melibatkan pembebasan ion logam (zink).
Penjerapan Elektrostatik
Disebabkan oleh ikatan kimia antara zink dan oksigen, keelektronegatifan permukaan zink oksida biasanya lebih tinggi daripada ion logam biasa. Keelektronegatifan ini terutamanya berpunca daripada dimensi skala nano dan ciri-ciri strukturnya; khususnya, pada skala nano, lebih banyak atom zink terdedah pada permukaan, menghasilkan cas permukaan yang kebanyakannya positif. Tambahan pula, jika struktur hablur nano-zink oksida tidak sempurna-mempamerkan banyak kecacatan permukaan-ciri cas positifnya dipertingkatkan lagi. Sebaliknya, dinding sel (terdiri daripada peptidoglikan, asid teikoik, dan lipopolisakarida) dan membran sel (terdiri daripada fosfolipid) sel bakteria membawa cas negatif. Selaras dengan prinsip bahawa cas bertentangan menarik, zarah zink oksida nano-tidak-selektif terserap ke dalam sel bakteria.
Pelarutan Ionik dan Gangguan Dinding Sel Bakteria
Ion zink yang dibebaskan daripada permukaan zink oksida berinteraksi dengan sel bakteria, menyesarkan ion penting-seperti Ca²⁺ dan Mg²⁺-yang biasanya mengawal aktiviti fisiologi sel. Anjakan ini membawa kepada denaturasi dan pembekuan protein selular, serta penyahaktifan enzim, dengan itu menjejaskan fungsi asal dinding sel dan membran sel. (Walau bagaimanapun, kajian telah menunjukkan bahawa walaupun peningkatan sepuluh kali ganda dalam kepekatan ion garam zink tidak semestinya menghasilkan tahap aktiviti antibakteria berkesan yang sama.)
Pensterilan fotokatalitik
Nano-zink oksida memangkinkan penukaran air-baik pada permukaan bakteria dan dalam sel-kepada hidrogen peroksida (H₂O₂). Sifat pengoksidaan kuat H₂O₂, bersama-sama dengan hasil sampingan pengoksidaannya, secara langsung mengoksidakan lapisan struktur luar bakteria. Proses ini mengganggu halangan kebolehtelapan sel dan menjejaskan keseimbangan bahan dalaman dan luaran sel, akhirnya membawa kepada kematian bakteria.
Tambahan pula, hasil penguraian H₂O₂-seperti radikal hidroksil dan spesies oksigen reaktif-boleh bertindak balas secara langsung dengan protein mikrob dan asid nukleik. Interaksi ini menyebabkan kerosakan struktur kepada komponen selular penting ini, dengan itu mengakibatkan kematian mikroorganisma.
Nano-zink oksida mampu mengganggu membran sel bakteria dan virus, membawa kepada kebocoran sitoplasma bakteria dan pembekuan protein virus. Selain kesan pensterilan dan antivirusnya, ia juga boleh menguraikan kompleks kimia berbahaya yang dikeluarkan daripada sisa bakteria dan virus yang mati. Akibatnya, nano-zink oksida menunjukkan sifat bakteria, racun kulat dan antivirus yang kuat, dan juga mempunyai keupayaan penyahbauan yang berkesan. Penyelidikan menunjukkan bahawa nano-zink oksida mencapai kadar pensterilan dan bakteriostatik melebihi 99% terhadap bakteria dan virus, serta kadar penyingkiran bau melebihi 99%.
Melalui usaha gigih kakitangan R&D di Bofu Technology dan Longda Nano, kumpulan induk antimikrobial-zink oksida nano telah berjaya dibangunkan. Produk ini menunjukkan kadar pensterilan melebihi 95% terhadap pelbagai strain bakteria-termasuk Gram-bakteria positif, *E. coli*, dan *S. aureus*-dan menawarkan-keberkesanan antimikrob yang berpanjangan.
