Z hľadiska častíc je nano{0}}oxid zinočnatý klasifikovaný ako nanomateriál; z hľadiska chemického zloženia ide o aktívny oxid. V dôsledku toho sa jeho baktericídny mechanizmus líši od typického mechanizmu zahŕňajúceho uvoľňovanie kovových (zinkových) iónov.
Elektrostatická adsorpcia
V dôsledku chemickej väzby medzi zinkom a kyslíkom je povrchová elektronegativita oxidu zinočnatého vo všeobecnosti vyššia ako u typických kovových iónov. Táto elektronegativita primárne pramení z jej rozmerov nanometrov a štrukturálnych charakteristík; konkrétne v nanoúrovni je na povrchu vystavený väčší počet atómov zinku, čo vedie k prevažne kladnému povrchovému náboju. Okrem toho, ak je kryštálová štruktúra nano-oxidu zinočnatého nedokonalá-a vykazuje početné povrchové defekty-, jeho kladné nábojové charakteristiky sa ďalej zlepšujú. Naopak, bunkové steny (zložené z peptidoglykánov, teichoových kyselín a lipopolysacharidov) a bunkové membrány (zložené z fosfolipidov) bakteriálnych buniek nesú negatívny náboj. V súlade s princípom, že opačné náboje sa priťahujú, sa nano-častice oxidu zinočnatého ne-selektívne adsorbujú na bakteriálne bunky.
Iónové rozpúšťanie a narušenie bakteriálnych bunkových stien
Ióny zinku uvoľnené z povrchu oxidu zinočnatého interagujú s bakteriálnymi bunkami a vytláčajú esenciálne ióny-ako Ca²⁺ a Mg²⁺-, ktoré zvyčajne regulujú fyziologické aktivity bunky. Toto vytesnenie vedie k denaturácii a koagulácii bunkových proteínov, ako aj k inaktivácii enzýmov, čím dochádza k ohrozeniu pôvodných funkcií bunkovej steny a bunkovej membrány. (Štúdie však ukázali, že ani desaťnásobné zvýšenie koncentrácie iónov solí zinku nemusí nevyhnutne viesť k rovnakej úrovni účinnej antibakteriálnej aktivity.)
Fotokatalytická sterilizácia
Nano-oxid zinočnatý katalyzuje premenu vody-na bakteriálnom povrchu aj v bunke- na peroxid vodíka (H₂O₂). Silné oxidačné vlastnosti H202 spolu s jeho oxidačnými vedľajšími produktmi priamo oxidujú vonkajšie štrukturálne vrstvy baktérií. Tento proces narúša bariéru priepustnosti bunky a destabilizuje vnútornú a vonkajšiu materiálnu rovnováhu bunky, čo v konečnom dôsledku vedie k bakteriálnej smrti.
Okrem toho produkty rozkladu H202-, ako sú hydroxylové radikály a reaktívne formy kyslíka-, môžu priamo reagovať s mikrobiálnymi proteínmi a nukleovými kyselinami. Táto interakcia spôsobuje štrukturálne poškodenie týchto životne dôležitých bunkových komponentov, čo vedie k smrti mikroorganizmu.
Nano-oxid zinočnatý je schopný narušiť bunkové membrány baktérií a vírusov, čo vedie k úniku bakteriálnej cytoplazmy a koagulácii vírusových proteínov. Okrem sterilizačných a antivírusových účinkov dokáže rozkladať aj škodlivé chemické komplexy uvoľňované zo zvyškov mŕtvych baktérií a vírusov. V dôsledku toho nano-oxid zinočnatý vykazuje silné baktericídne, fungicídne a antivírusové vlastnosti a má tiež účinné dezodoračné schopnosti. Výskumy ukazujú, že nano{5}}oxid zinočnatý dosahuje mieru sterilizácie a bakteriostatiky viac ako 99 % proti baktériám a vírusom, ako aj mieru eliminácie zápachu presahujúcu 99 %.
Vďaka usilovnému úsiliu pracovníkov výskumu a vývoja v spoločnostiach Bofu Technology a Longda Nano bola úspešne vyvinutá nano-antimikrobiálna predzmes na báze oxidu zinočnatého. Tento produkt vykazuje mieru sterilizácie viac ako 95 % proti rôznym bakteriálnym kmeňom-vrátane gram{4}}pozitívnych baktérií, *E. coli* a *S. aureus*-a ponúka dlhotrvajúcu-antimikrobiálnu účinnosť.
