納米技術和材料已應用于當前生活的各個方面。例如,在防曬化妝品中使用了納米二氧化鈦,納米氧化鋅可應用于表面油漆產品和航天飛機,工業上也已經有應用納米材料的研究。例如陶瓷和橡膠工業。目前納米載藥體系研究備受研究人員關注,納米材料逐漸應用于醫療領域。納米氧化鋅是面向21世紀的新型高性能精密無機材料。 粒子的大小約為1 ~ 100nm。 由于粒子的大小過細,納米氧化鋅的電子結構和晶體結構發生了變化,產生了宏觀物體所沒有的性質。
納米氧化鋅可用于制藥行業的殺菌和消毒。其機制可分為三個方面:
一、納米氧化鋅可以連續地從水介質中釋放鋅離子。鋅離子進入細胞膜,破壞細胞膜,在細胞內與某些蛋白質組反應時,破壞細菌和細胞內蛋白質的空間結構。細胞內蛋白酶被禁用,導致細菌死亡。破壞后,鋅離子從細菌中逸出,重復殺菌過程。
二、可以與細菌表面的細胞壁相互作用,破壞細菌的細胞壁,釋放內容物,殺死細菌。
三、通過紫外線的照射,納米氧化鋅將形成空穴電子對。 電子和空穴分別從誘導帶和價格帶移動到氧化鋅粒子的表面,表面吸附的水或羥基轉換為氫氧化物自由基,吸附的氧轉換為活性氧。 氫氧化物自由基和活性氧具有很強的化學活性,可以與大部分有機物反應,殺死大部分細菌和病毒。如果納米氧化鋅的粒徑過小,電子和空穴在導帶和價格區間到達晶體表面的時間會大幅減少,空穴和電子合成的概率也會降低,因此粒徑為納米級的納米氧化鋅抗菌性能更優。
相關實驗表明,納米氧化鋅溶液的納米氧化鋅質量分數為1%時,對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的殺菌率隨時間的推移,處理時間為20min時,對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺菌率,隨著納米氧化鋅懸浮液濃度的變化而變化,懸浮液濃度的增加,殺菌率明顯提高,可見殺菌效果更好。