از دیدگاه ذرات، نانو-اکسید روی به عنوان یک نانومواد طبقهبندی میشود. از دیدگاه ترکیب شیمیایی، این یک اکسید فعال است. در نتیجه، مکانیسم باکتری کش آن با مکانیسم معمولی مربوط به آزادسازی یون های فلزی (روی) متفاوت است.
جذب الکترواستاتیک
به دلیل پیوند شیمیایی بین روی و اکسیژن، الکترونگاتیوی سطحی اکسید روی به طور کلی بالاتر از یون های فلزی معمولی است. این الکترونگاتیوی در درجه اول از ابعاد نانومقیاس و ویژگی های ساختاری آن ناشی می شود. به طور خاص، در مقیاس نانو، تعداد بیشتری از اتمهای روی بر روی سطح قرار میگیرند که منجر به بار سطحی عمدتاً مثبت میشود. علاوه بر این، اگر ساختار کریستالی نانو-اکسید روی ناقص باشد-نقایص سطحی متعددی را نشان میدهد{4}}ویژگیهای بار مثبت آن بیشتر افزایش مییابد. برعکس، دیواره های سلولی (متشکل از پپتیدوگلیکان ها، اسیدهای تیکوئیک و لیپوپلی ساکاریدها) و غشای سلولی (متشکل از فسفولیپیدها) سلول های باکتری دارای بار منفی هستند. مطابق با این اصل که بارهای مخالف جذب می شوند، ذرات نانو-اکسید روی به طور انتخابی بر روی سلول های باکتری جذب نمی شوند.
انحلال یونی و اختلال در دیواره سلولی باکتری
یونهای روی آزاد شده از سطح اکسید روی با سلولهای باکتری برهمکنش میکنند و یونهای ضروری-مانند Ca2+ و Mg2+- را که معمولاً فعالیتهای فیزیولوژیکی سلول را تنظیم میکنند، جابجا میکنند. این جابجایی منجر به دناتوره شدن و انعقاد پروتئین های سلولی و همچنین غیرفعال شدن آنزیم ها می شود و در نتیجه عملکرد اصلی دیواره سلولی و غشای سلولی را به خطر می اندازد. (با این حال، مطالعات نشان داده اند که حتی افزایش ده برابری در غلظت یون های نمک روی لزوماً سطح یکسانی از فعالیت ضد باکتریایی مؤثر را به همراه ندارد.)
استریلیزاسیون فوتوکاتالیستی
نانو{0}}اکسید روی تبدیل آب-هم در سطح باکتری و هم در داخل سلول-به پراکسید هیدروژن (H2O2) را کاتالیز میکند. خواص اکسید کننده قوی H2O2، همراه با محصولات جانبی اکسیداتیو آن، به طور مستقیم لایه های ساختاری خارجی باکتری ها را اکسید می کند. این فرآیند سد نفوذپذیری سلول را مختل می کند و تعادل مواد داخلی و خارجی سلول را بی ثبات می کند و در نهایت منجر به مرگ باکتری می شود.
علاوه بر این، محصولات تجزیه H2O2-مانند رادیکالهای هیدروکسیل و گونههای فعال اکسیژن{1}}میتوانند مستقیماً با پروتئینهای میکروبی و اسیدهای نوکلئیک واکنش دهند. این تعامل باعث آسیب ساختاری به این اجزای حیاتی سلولی می شود و در نتیجه منجر به مرگ میکروارگانیسم می شود.
نانو اکسید روی میتواند غشای سلولی باکتریها و ویروسها را مختل کند و منجر به نشت سیتوپلاسم باکتریایی و انعقاد پروتئینهای ویروسی شود. علاوه بر اثرات ضد ویروسی و ضد ویروسی، می تواند مجتمع های شیمیایی مضر آزاد شده از بقایای باکتری ها و ویروس های مرده را نیز تجزیه کند. در نتیجه، نانو{3}}اکسید روی دارای خواص باکتریکشی، قارچکشی و ضدویروسی قوی است و همچنین دارای قابلیتهای بوزدایی مؤثر است. تحقیقات نشان میدهد که نانو اکسید روی دارای نرخ استریلیزاسیون و باکتریواستاتیک بیش از 99 درصد در برابر باکتریها و ویروسها و همچنین میزان از بین بردن بو بیش از 99 درصد است.
از طریق تلاشهای مجدانه پرسنل تحقیق و توسعه در Bofu Technology و Longda Nano، یک مستربچ ضد میکروبی نانو اکسید روی با موفقیت توسعه یافته است. این محصول دارای نرخ استریلیزاسیون بیش از 95 درصد در برابر سویههای مختلف باکتریایی-از جمله باکتریهای گرم-مثبت، *E است. coli* و *S. aureus*-و اثر ضد میکروبی طولانی مدت- ارائه میکند.
