Από την άποψη των σωματιδίων, το νανο-οξείδιο του ψευδαργύρου ταξινομείται ως νανοϋλικό. από την άποψη της χημικής σύνθεσης, είναι ένα ενεργό οξείδιο. Συνεπώς, ο βακτηριοκτόνος μηχανισμός του διαφέρει από τον τυπικό μηχανισμό που περιλαμβάνει την απελευθέρωση ιόντων μετάλλου (ψευδαργύρου).
Ηλεκτροστατική Προσρόφηση
Λόγω του χημικού δεσμού μεταξύ ψευδαργύρου και οξυγόνου, η επιφανειακή ηλεκτραρνητικότητα του οξειδίου του ψευδαργύρου είναι γενικά υψηλότερη από αυτή των τυπικών μεταλλικών ιόντων. Αυτή η ηλεκτραρνητικότητα πηγάζει κυρίως από τις διαστάσεις και τα δομικά χαρακτηριστικά της σε νανοκλίμακα. Συγκεκριμένα, στη νανοκλίμακα, μεγαλύτερος αριθμός ατόμων ψευδαργύρου εκτίθεται στην επιφάνεια, με αποτέλεσμα ένα κυρίως θετικό επιφανειακό φορτίο. Επιπλέον, εάν η κρυσταλλική δομή του νανο-οξειδίου του ψευδαργύρου είναι ατελής-παρουσιάζοντας πολυάριθμα επιφανειακά ελαττώματα-τα χαρακτηριστικά θετικού φορτίου του ενισχύονται περαιτέρω. Αντίθετα, τα κυτταρικά τοιχώματα (που αποτελούνται από πεπτιδογλυκάνες, τεϊχοϊκά οξέα και λιποπολυσακχαρίτες) και οι κυτταρικές μεμβράνες (που αποτελούνται από φωσφολιπίδια) των βακτηριακών κυττάρων φέρουν αρνητικό φορτίο. Σύμφωνα με την αρχή ότι τα αντίθετα φορτία έλκονται, τα σωματίδια νανο-οξειδίου του ψευδαργύρου δεν-προσροφούνται επιλεκτικά στα βακτηριακά κύτταρα.
Ιονική διάλυση και διάρρηξη των βακτηριακών κυτταρικών τοιχωμάτων
Τα ιόντα ψευδαργύρου που απελευθερώνονται από την επιφάνεια του οξειδίου του ψευδαργύρου αλληλεπιδρούν με τα βακτηριακά κύτταρα, εκτοπίζοντας βασικά ιόντα-όπως Ca2+ και Mg2+-που συνήθως ρυθμίζουν τις φυσιολογικές δραστηριότητες του κυττάρου. Αυτή η μετατόπιση οδηγεί σε μετουσίωση και πήξη των κυτταρικών πρωτεϊνών, καθώς και στην αδρανοποίηση των ενζύμων, θέτοντας έτσι σε κίνδυνο τις αρχικές λειτουργίες του κυτταρικού τοιχώματος και της κυτταρικής μεμβράνης. (Ωστόσο, μελέτες έχουν δείξει ότι ακόμη και μια δεκαπλάσια αύξηση στη συγκέντρωση των ιόντων άλατος ψευδαργύρου δεν αποδίδει απαραίτητα το ίδιο επίπεδο αποτελεσματικής αντιβακτηριακής δράσης.)
Φωτοκαταλυτική Αποστείρωση
Το νανο-οξείδιο του ψευδαργύρου καταλύει τη μετατροπή του νερού-τόσο στην βακτηριακή επιφάνεια όσο και εντός του κυττάρου-σε υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2). Οι ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες του H2O2, μαζί με τα οξειδωτικά υποπροϊόντα του, οξειδώνουν άμεσα τα εξωτερικά δομικά στρώματα των βακτηρίων. Αυτή η διαδικασία διαταράσσει το φράγμα διαπερατότητας του κυττάρου και αποσταθεροποιεί την εσωτερική και εξωτερική υλική ισορροπία του κυττάρου, οδηγώντας τελικά σε βακτηριακό θάνατο.
Επιπλέον, τα προϊόντα αποσύνθεσης του H2O2-όπως οι ρίζες υδροξυλίου και τα δραστικά είδη οξυγόνου-μπορούν να αντιδράσουν άμεσα με μικροβιακές πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα. Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλεί δομική βλάβη σε αυτά τα ζωτικά κυτταρικά συστατικά, με αποτέλεσμα τον θάνατο του μικροοργανισμού.
Το νανο-οξείδιο του ψευδαργύρου είναι ικανό να διαταράσσει τις κυτταρικές μεμβράνες βακτηρίων και ιών, οδηγώντας σε διαρροή βακτηριακού κυτταροπλάσματος και πήξη ιικών πρωτεϊνών. Εκτός από τα αποστειρωτικά και αντιικά του αποτελέσματα, μπορεί επίσης να αποσυνθέσει επιβλαβή χημικά σύμπλοκα που απελευθερώνονται από τα υπολείμματα νεκρών βακτηρίων και ιών. Κατά συνέπεια, το νανο-οξείδιο του ψευδαργύρου επιδεικνύει ισχυρές βακτηριοκτόνες, μυκητοκτόνες και αντιικές ιδιότητες και επίσης διαθέτει αποτελεσματικές ικανότητες απόσμησης. Η έρευνα δείχνει ότι το νανο-οξείδιο του ψευδαργύρου επιτυγχάνει ποσοστό αποστείρωσης και βακτηριοστατικότητας άνω του 99% έναντι βακτηρίων και ιών, καθώς και ποσοστό εξάλειψης οσμών που υπερβαίνει το 99%.
Μέσω των επιμελών προσπαθειών του προσωπικού Ε&Α της Bofu Technology και της Longda Nano, αναπτύχθηκε με επιτυχία μια κύρια παρτίδα αντιμικροβιακών νανο-οξειδίου του ψευδαργύρου. Αυτό το προϊόν παρουσιάζει ποσοστό αποστείρωσης άνω του 95% έναντι διαφόρων βακτηριακών στελεχών-συμπεριλαμβανομένων των θετικών κατά Gram-βακτηρίων, *E. coli* και *S. aureus*-και προσφέρει μακροχρόνια-αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα.
