Tahkete osakeste vaatenurgast klassifitseeritakse nano-tsinkoksiid nanomaterjaliks; keemilise koostise seisukohast on see aktiivne oksiid. Järelikult erineb selle bakteritsiidne mehhanism tavalisest metalli (tsingi) ioonide vabanemise mehhanismist.
Elektrostaatiline adsorptsioon
Tsingi ja hapniku vahelise keemilise sideme tõttu on tsinkoksiidi pinna elektronegatiivsus üldiselt kõrgem kui tüüpilistel metalliioonidel. See elektronegatiivsus tuleneb peamiselt selle nanomõõtmetest ja struktuurilistest omadustest; täpsemalt, nanoskaalal eksponeeritakse pinnale suurem arv tsingi aatomeid, mille tulemuseks on valdavalt positiivne pinnalaeng. Veelgi enam, kui nano-tsinkoksiidi kristallstruktuur on ebatäiuslik-, millel on arvukalt pinnadefekte-, paranevad selle positiivse laengu omadused veelgi. Ja vastupidi, bakterirakkude rakuseinad (koosnevad peptidoglükaanidest, teikhoehapetest ja lipopolüsahhariididest) ja rakumembraanid (koosnevad fosfolipiididest) kannavad negatiivset laengut. Vastavalt põhimõttele, et vastupidised laengud tõmbavad ligi, adsorbeeruvad nano-tsinkoksiidi osakesed mitte-selektiivselt bakterirakkudele.
Ioonide lahustumine ja bakterirakkude seinte lõhkumine
Tsinkoksiidi pinnalt vabanevad tsingiioonid interakteeruvad bakterirakkudega, tõrjudes välja olulisi ioone -nagu Ca²⁺ ja Mg²⁺-, mis tavaliselt reguleerivad raku füsioloogilist aktiivsust. See nihkumine põhjustab raku valkude denatureerumist ja koagulatsiooni, samuti ensüümide inaktiveerimist, kahjustades seeläbi rakuseina ja rakumembraani algseid funktsioone. (Siiski on uuringud näidanud, et isegi tsingisoolade ioonide kontsentratsiooni kümnekordne tõus ei anna tingimata sama tõhusat antibakteriaalset aktiivsust.)
Fotokatalüütiline steriliseerimine
Nano-tsinkoksiid katalüüsib vee-muutmist nii bakterite pinnal kui ka rakus-vesinikperoksiidiks (H₂O₂). H2O₂ tugevad oksüdeerivad omadused koos selle oksüdatiivsete kõrvalsaadustega oksüdeerivad otseselt bakterite väliseid struktuurseid kihte. See protsess rikub raku läbilaskvusbarjääri ja destabiliseerib raku sisemise ja välise materjali tasakaalu, mis viib lõpuks bakterite surmani.
Lisaks võivad H₂O₂{0}}lagusaadused, nagu hüdroksüülradikaalid ja reaktiivsed hapniku liigid,- otse reageerida mikroobsete valkude ja nukleiinhapetega. See interaktsioon põhjustab nende elutähtsate rakukomponentide struktuurikahjustusi, mille tulemuseks on mikroorganismide surm.
Nano-tsinkoksiid on võimeline lõhkuma bakterite ja viiruste rakumembraane, põhjustades bakterite tsütoplasma lekkimist ja viirusvalkude koagulatsiooni. Lisaks steriliseerivale ja viirusevastasele toimele suudab see lagundada ka kahjulikke keemilisi komplekse, mis vabanevad surnud bakterite ja viiruste jäänustest. Järelikult on nano-tsinkoksiidil tugevad bakteritsiidsed, fungitsiidsed ja viirusevastased omadused ning sellel on ka tõhus desodoreerimisvõime. Uuringud näitavad, et nano-tsinkoksiid saavutab üle 99% steriliseerimise ja bakteriostaatilise toime bakterite ja viiruste vastu ning lõhna eemaldamise kiiruse üle 99%.
Bofu Technology ja Longda Nano teadus- ja arendustöötajate usinate jõupingutuste kaudu on edukalt välja töötatud nano-tsinkoksiidi antimikroobne põhisegu. Selle toote steriliseerimise määr on üle 95% erinevate bakteritüvede -sealhulgas grampositiivsete bakterite vastu, *E. coli* ja *S. aureus*-ja pakub kauakestvat-mikroobset toimet.
