Антибактеріальна дія
Бактерицидний механізм: коли антибактеріальні засоби на основі оксиду цинку контактують з бактеріями, іони цинку повільно вивільняються. Завдяки своїм окисно-відновним властивостям і здатності реагувати з органічними функціональними групами (такими як сульфгідрильні, карбоксильні та гідроксильні групи), ці іони цинку зв’язуються з мембранами бактеріальних клітин і мембранними білками, тим самим порушуючи їх структуру. Потрапляючи в клітину, вони пошкоджують ферменти системи транспорту електронів і реагують з ДНК, досягаючи таким чином бактерицидної дії.
Фотокаталітичний ефект: кількість поверхневих атомів у нано{0}}частинках оксиду цинку значно вища, ніж у традиційних частинках. Через відсутність суміжних координуючих атомів ці поверхневі атоми мають високі рівні енергії, що підвищує спорідненість між оксидом цинку та бактеріями, тим самим покращуючи бактерицидну ефективність. Під світловим опроміненням нано-оксид цинку зазнає електронних переходів і передачі енергії, утворюючи електронно-діркові пари на поверхні частинки. Під час контакту з навколишньою водою та киснем ці пари генерують супероксидні аніони та гідроксильні радикали (OH⁻). Супероксидні аніони мають потужні бактерицидні властивості, тоді як гідроксильні радикали можуть реагувати з більшістю органічних речовин-, сприяючи їхньому розкладанню-, тим самим додатково підвищуючи загальну бактерицидну ефективність.
Сценарії застосування: додавання антибактеріальних агентів на основі оксиду цинку до пластикової упаковки харчових продуктів допомагає запобігти зараженню їжі бактеріями та іншими мікроорганізмами. Додавання цих засобів до медичних пластикових виробів допомагає знизити ризик бактеріальної інфекції. Крім того, їх використання в дитячих пластикових іграшках допомагає зменшити потенційну небезпеку для здоров’я дітей, спричинену розмноженням бактерій.
Покращені механічні властивості
Фізичне зміцнення. Нанорозміри нано{0}}оксиду цинку дозволяють йому заповнювати проміжки між пластиковими молекулярними ланцюгами, забезпечуючи тим самим ефект фізичного зміцнення. Наприклад, додавання відповідної кількості нано-оксиду цинку до поліпропіленової (PP) пластмаси створює сильну міжфазну взаємодію між наночастинками та PP матрицею. Це забезпечує ефективну передачу напруги, що призводить до значного покращення міцності на розрив і модуля пружності при вигині поліпропіленового пластику.
Покращена міцність: додавання нано-оксиду цинку також сприяє підвищенню міцності пластмас, зменшуючи їх схильність до крихкого руйнування під час механічного навантаження.
Стійкість до УФ-старіння
УФ-екранування: нано-оксид цинку діє як високоефективний поглинач ультрафіолету (УФ) і екрануючий агент, здатний як відбивати, так і розсіювати ультрафіолетове випромінювання. Електронні переходи в його кристалічній структурі дозволяють йому поглинати ультрафіолетову енергію, забезпечуючи особливо ефективний захист від ультрафіолетового випромінювання в діапазоні довжин хвиль 300–400 нм (зокрема, UV-B і частини UV-A). Сценарії застосування: додавання нано-оксиду цинку до таких продуктів, як зовнішні ПВХ-труби та пластикові будівельні профілі (наприклад, пластикові віконні рами), ефективно уповільнює процес старіння пластику, тим самим подовжуючи термін його служби.
Розробка функціональних матеріалів:
Провідні пластики. Нано-оксид цинку за своєю природою має певний ступінь електропровідності. За допомогою відповідних методів обробки-таких як змішування з електропровідними полімерами або використання спеціальних методів легування-його можна використовувати для виготовлення електропровідних пластмас. В електронній промисловості струмопровідний пластик використовується як матеріал для виготовлення анти-статичного пакування для електронних компонентів, матеріалів для екранування електромагнітного випромінювання тощо.
Самоочищувальні-пластики. Використовуючи фотокаталітичні властивості нано-оксиду цинку, можна розробити фотокаталітичні пластикові матеріали, наділені -можливостями самоочищення та дезодорації. Під дією світла нано-оксид цинку каталізує розкладання органічних забруднень-таких як жир і пил-на пластиковій поверхні. Ці матеріали знаходять застосування в різних секторах, починаючи від пластику салону автомобіля та закінчуючи пластиковими виробами для дому, допомагаючи підтримувати чистоту поверхні та зменшуючи частоту ручного чищення.
