Z hlediska částic je nano-oxid zinečnatý klasifikován jako nanomateriál; z hlediska chemického složení se jedná o aktivní oxid. V důsledku toho se jeho baktericidní mechanismus liší od typického mechanismu zahrnujícího uvolňování kovových (zinkových) iontů.
Elektrostatická adsorpce
V důsledku chemické vazby mezi zinkem a kyslíkem je povrchová elektronegativita oxidu zinečnatého obecně vyšší než u typických kovových iontů. Tato elektronegativita primárně pramení z jejích nanorozměrů a strukturálních charakteristik; konkrétně v nanoměřítku je na povrchu vystaven větší počet atomů zinku, což má za následek převážně kladný povrchový náboj. Navíc, pokud je krystalová struktura nano-oxidu zinečnatého nedokonalá-a vykazuje četné povrchové defekty-, jeho kladné nábojové charakteristiky se dále zlepší. Naopak, buněčné stěny (složené z peptidoglykanů, teichoových kyselin a lipopolysacharidů) a buněčné membrány (složené z fosfolipidů) bakteriálních buněk nesou negativní náboj. V souladu s principem, že opačné náboje se přitahují, jsou nano-částice oxidu zinečnatého ne-selektivně adsorbovány na bakteriální buňky.
Iontové rozpouštění a narušení bakteriálních buněčných stěn
Ionty zinku uvolněné z povrchu oxidu zinečnatého interagují s bakteriálními buňkami a vytlačují esenciální ionty,-jako je Ca²⁺ a Mg²⁺-, které typicky regulují fyziologické aktivity buňky. Toto vytěsnění vede k denaturaci a koagulaci buněčných proteinů a také k inaktivaci enzymů, čímž dochází k ohrožení původních funkcí buněčné stěny a buněčné membrány. (Studie však ukázaly, že ani desetinásobné zvýšení koncentrace iontů solí zinku nemusí nutně vést ke stejné úrovni účinné antibakteriální aktivity.)
Fotokatalytická sterilizace
Nano-oxid zinečnatý katalyzuje přeměnu vody-jak na povrchu bakterií, tak v buňce-na peroxid vodíku (H₂O₂). Silné oxidační vlastnosti H202 spolu s jeho oxidačními vedlejšími produkty přímo oxidují vnější strukturální vrstvy bakterií. Tento proces narušuje buněčnou bariéru propustnosti a destabilizuje vnitřní a vnější látkovou rovnováhu buňky, což nakonec vede k bakteriální smrti.
Kromě toho produkty rozkladu H2202-, jako jsou hydroxylové radikály a reaktivní formy kyslíku-, mohou přímo reagovat s mikrobiálními proteiny a nukleovými kyselinami. Tato interakce způsobuje strukturální poškození těchto životně důležitých buněčných složek, což má za následek smrt mikroorganismu.
Nano-oxid zinečnatý je schopen narušit buněčné membrány bakterií a virů, což vede k úniku bakteriální cytoplazmy a koagulaci virových proteinů. Kromě sterilizačních a antivirových účinků dokáže rozkládat i škodlivé chemické komplexy uvolňované ze zbytků mrtvých bakterií a virů. V důsledku toho má nano-oxid zinečnatý silné baktericidní, fungicidní a antivirové vlastnosti a má také účinné deodorizační schopnosti. Výzkumy ukazují, že nano{5}}oxid zinečnatý dosahuje míry sterilizace a bakteriostatiky více než 99 % proti bakteriím a virům a také míry eliminace zápachu přesahující 99 %.
Díky pečlivému úsilí pracovníků výzkumu a vývoje ve společnostech Bofu Technology a Longda Nano byla úspěšně vyvinuta nano-antimikrobiální předsměs oxidu zinečnatého. Tento produkt vykazuje míru sterilizace vyšší než 95 % proti různým bakteriálním kmenům-včetně gram{4}}pozitivních bakterií, *E. coli* a *S. aureus*-a nabízí dlouhotrvající-antimikrobiální účinnost.
