Du point de vue des particules, le nano-oxyde de zinc est classé comme un nanomatériau ; du point de vue de la composition chimique, c'est un oxyde actif. Par conséquent, son mécanisme bactéricide diffère du mécanisme typique impliquant la libération d’ions métalliques (zinc).
Adsorption électrostatique
En raison de la liaison chimique entre le zinc et l’oxygène, l’électronégativité de surface de l’oxyde de zinc est généralement supérieure à celle des ions métalliques typiques. Cette électronégativité provient principalement de ses dimensions nanométriques et de ses caractéristiques structurelles ; plus précisément, à l’échelle nanométrique, un plus grand nombre d’atomes de zinc sont exposés à la surface, ce qui entraîne une charge de surface majoritairement positive. De plus, si la structure cristalline du nano-oxyde de zinc est imparfaite-présentant de nombreux défauts de surface-ses caractéristiques de charge positive sont encore améliorées. À l’inverse, les parois cellulaires (composées de peptidoglycanes, d’acides teichoïques et de lipopolysaccharides) et les membranes cellulaires (composées de phospholipides) des cellules bactériennes portent une charge négative. Conformément au principe selon lequel les charges opposées s'attirent, les nano-particules d'oxyde de zinc ne sont pas-adsorbées sélectivement sur les cellules bactériennes.
Dissolution ionique et perturbation des parois cellulaires bactériennes
Les ions zinc libérés par la surface de l'oxyde de zinc interagissent avec les cellules bactériennes, déplaçant les ions essentiels-tels que Ca²⁺ et Mg²⁺-qui régulent généralement les activités physiologiques de la cellule. Ce déplacement entraîne la dénaturation et la coagulation des protéines cellulaires, ainsi que l'inactivation des enzymes, compromettant ainsi les fonctions originales de la paroi cellulaire et de la membrane cellulaire. (Cependant, des études ont indiqué que même une multiplication par dix de la concentration en ions sel de zinc ne produit pas nécessairement le même niveau d’activité antibactérienne efficace.)
Stérilisation photocatalytique
Le nano-oxyde de zinc catalyse la conversion de l'eau-à la fois à la surface bactérienne et à l'intérieur de la cellule-en peroxyde d'hydrogène (H₂O₂). Les puissantes propriétés oxydantes de H₂O₂, ainsi que ses sous-produits oxydants, oxydent directement les couches structurelles externes des bactéries. Ce processus perturbe la barrière de perméabilité de la cellule et déstabilise l'équilibre matériel interne et externe de la cellule, conduisant finalement à la mort bactérienne.
De plus, les produits de décomposition de H₂O₂-tels que les radicaux hydroxyles et les espèces réactives de l'oxygène-peuvent réagir directement avec les protéines microbiennes et les acides nucléiques. Cette interaction provoque des dommages structurels à ces composants cellulaires vitaux, entraînant ainsi la mort du micro-organisme.
Le nano-oxyde de zinc est capable de perturber les membranes cellulaires des bactéries et des virus, entraînant une fuite du cytoplasme bactérien et la coagulation des protéines virales. En plus de ses effets stérilisants et antiviraux, il peut également décomposer les complexes chimiques nocifs libérés par les restes de bactéries et de virus morts. Par conséquent, le nano-oxyde de zinc présente de puissantes propriétés bactéricides, fongicides et antivirales, et possède également des capacités désodorisantes efficaces. La recherche indique que le nano-oxyde de zinc atteint un taux de stérilisation et bactériostatique de plus de 99 % contre les bactéries et les virus, ainsi qu'un taux d'élimination des odeurs supérieur à 99 %.
Grâce aux efforts diligents du personnel de R&D de Bofu Technology et de Longda Nano, un mélange maître antimicrobien à base de nano-oxyde de zinc a été développé avec succès. Ce produit démontre un taux de stérilisation de plus de 95 % contre diverses souches bactériennes-y compris les bactéries Gram-positives, *E. coli* et *S. aureus*-et offre une efficacité antimicrobienne de longue durée-.
