Антибактериално действие
Бактерициден механизъм: Когато антибактериалните агенти на цинков оксид влязат в контакт с бактериите, цинковите йони се освобождават бавно. Поради техните редокс свойства и способността им да реагират с органични функционални групи (като сулфхидрилни, карбоксилни и хидроксилни групи), тези цинкови йони се свързват с бактериалните клетъчни мембрани и мембранните протеини, като по този начин нарушават тяхната структура. При навлизане в клетката те увреждат ензимите в електротранспортната система и реагират с ДНК, като по този начин постигат бактерициден ефект.
Фотокаталитичен ефект: Броят на повърхностните атоми в частиците цинков оксид с нано-размер е значително по-висок от този на традиционните частици. Поради липсата на съседни координиращи атоми, тези повърхностни атоми притежават високи енергийни нива, което повишава афинитета между цинковия оксид и бактериите, като по този начин подобрява бактерицидната ефективност. При светлинно облъчване нано-цинковият оксид претърпява електронни преходи и трансфер на енергия, генерирайки двойки електронни -дупки върху повърхността на частиците. При контакт с околна вода и кислород, тези двойки генерират супероксидни аниони и хидроксилни радикали (OH⁻). Супероксидните аниони притежават мощни бактерицидни способности, докато хидроксилните радикали могат да реагират с повечето органични вещества-насърчавайки тяхното разлагане-като по този начин допълнително повишават общата бактерицидна ефикасност.
Сценарии на приложение: Включването на антибактериални агенти на цинков оксид в пластмасови опаковки за храни помага за предотвратяване на замърсяването на храната от бактерии и други микроорганизми. Добавянето на тези агенти към медицински пластмасови изделия помага за намаляване на риска от бактериална инфекция. Освен това, включването им в детски пластмасови играчки помага за смекчаване на потенциалните опасности за здравето на децата, причинени от бактериална пролиферация.
Подобрени механични свойства
Физическо подсилване: Наномащабните размери на нано-цинковия оксид му позволяват да запълни интерстициалните пространства между пластмасовите молекулни вериги, като по този начин осигурява ефект на физическо подсилване. Например, добавянето на подходящо количество нано-цинков оксид към полипропиленова (PP) пластмаса създава силни междинни взаимодействия между наночастиците и PP матрицата. Това позволява ефективно прехвърляне на напрежението, което води до значителни подобрения в якостта на опън и модула на огъване на PP пластмасата.
Подобрена издръжливост: Добавянето на нано-цинков оксид служи и за подобряване на издръжливостта на пластмасите, намалявайки податливостта им към крехко счупване, когато са подложени на механично напрежение.
Устойчивост на UV стареене
UV защита: Нано-цинковият оксид действа като високоефективен ултравиолетов (UV) абсорбатор и екраниращ агент, способен както да отразява, така и да разпръсква UV радиация. Електронните преходи в неговата кристална структура му позволяват да абсорбира UV енергия, предлагайки особено ефективна защита срещу UV радиация в диапазона на дължината на вълната 300–400 nm (по-специално UV-B и част от UV-A). Сценарии за приложение: Включването на нано-цинков оксид в продукти като външни PVC тръби и пластмасови строителни профили (напр. пластмасови рамки за прозорци) ефективно забавя процеса на стареене на пластмасата, като по този начин удължава експлоатационния й живот.
Разработване на функционални материали:
Проводими пластмаси: Нано-цинковият оксид по своята същност притежава определена степен на електропроводимост. Чрез подходящи техники за обработка-като смесване с проводими полимери или използване на специализирани методи за допиране-може да се използва за производство на проводими пластмаси. В електронната индустрия проводящите пластмаси служат като материали за производство на анти-статични опаковки за електронни компоненти, електромагнитни екраниращи материали и подобни приложения.
Само{0}}самопочистващи се пластмаси: Чрез използване на фотокаталитичните свойства на нано-цинковия оксид могат да бъдат разработени фотокаталитични пластмасови материали, надарени със -способности за самопочистване и дезодориране. Когато е изложен на светлина, нано-цинковият оксид катализира разлагането на органични замърсители-като мазнини и прах-на пластмасовата повърхност. Тези материали намират приложение в сектори, вариращи от пластмасови интериори на автомобили до пластмасови стоки за бита, като спомагат за поддържане чистотата на повърхността и намаляват честотата на ръчно почистване.
