Antibakteriális hatás
Baktericid mechanizmus: Amikor a cink-oxid antibakteriális szerek baktériumokkal érintkeznek, cinkionok lassan felszabadulnak. Redox tulajdonságaik és szerves funkciós csoportokkal (például szulfhidril-, karboxil- és hidroxilcsoportokkal) való reakcióképességük miatt ezek a cinkionok a baktériumok sejtmembránjaihoz és membránfehérjéihez kötődnek, ezáltal megzavarják azok szerkezetét. A sejtbe jutva károsítják az elektronszállító rendszeren belüli enzimeket, és reakcióba lépnek a DNS-sel, ezáltal baktericid hatást érnek el.
Fotokatalitikus hatás: A nano-méretű cink-oxid részecskék felületi atomjainak száma lényegesen magasabb, mint a hagyományos részecskéké. A szomszédos koordináló atomok hiánya miatt ezek a felületi atomok magas energiaszinttel rendelkeznek, ami fokozza a cink-oxid és a baktériumok közötti affinitást, ezáltal javítja a baktériumölő hatást. Fénybesugárzás hatására a nano-cink-oxid elektronátmeneteken és energiaátvitelen megy keresztül, és elektron-lyukpárokat hoz létre a részecske felületén. A környezeti vízzel és oxigénnel érintkezve ezek a párok szuperoxid-anionokat és hidroxilgyököket (OH-) hoznak létre. A szuperoxid anionok erős baktericid tulajdonságokkal rendelkeznek, míg a hidroxil gyökök reakcióba léphetnek a legtöbb szerves anyaggal, -segítve azok lebomlását-, ezáltal tovább fokozva az általános baktericid hatást.
Alkalmazási forgatókönyvek: A cink-oxid antibakteriális szerek élelmiszer-csomagoló műanyagokba való beépítése segít megelőzni az élelmiszerek baktériumokkal és más mikroorganizmusokkal való szennyeződését. Ha ezeket a szereket orvosi műanyag eszközökhöz adjuk, az csökkenti a bakteriális fertőzés kockázatát. Ezen túlmenően, ha beépítik őket a gyermekek műanyagjátékaiba, akkor csökkenthető a baktériumok elszaporodása által a gyermekeket érintő potenciális egészségügyi kockázatok.
Továbbfejlesztett mechanikai tulajdonságok
Fizikai megerősítés: A nano-cink-oxid nanoméretű méretei lehetővé teszik, hogy kitöltse a műanyag molekulaláncok közötti intersticiális tereket, ezáltal fizikai megerősítő hatást biztosít. Például, ha megfelelő mennyiségű nano-cink-oxidot adnak a polipropilén (PP) műanyagokhoz, erős határfelületi kölcsönhatások jönnek létre a nanorészecskék és a PP mátrix között. Ez hatékony feszültségátvitelt tesz lehetővé, ami jelentős javulást eredményez a PP műanyag szakítószilárdságában és hajlítási modulusában.
Fokozott szívósság: A nano-cink-oxid hozzáadása a műanyagok szívósságának fokozását is szolgálja, csökkentve a mechanikai igénybevételnek kitett rideg törésre való hajlamukat.
UV-öregedésállóság
UV-árnyékolás: A nano-cink-oxid rendkívül hatékony ultraibolya (UV) elnyelőként és védőanyagként működik, amely képes az UV-sugárzás visszaverésére és szórására is. A kristályszerkezetén belüli elektronátmenetek lehetővé teszik az UV-energia elnyelését, így különösen hatékony védelmet nyújt az UV-sugárzás ellen a 300–400 nm-es hullámhossz-tartományban (különösen az UV-B és az UV-A egy része). Alkalmazási forgatókönyvek: A nano-cink-oxid beépítése olyan termékekbe, mint a kültéri PVC-csövek és műanyag építőelemek (pl. műanyag ablakkeretek) hatékonyan késlelteti a műanyag öregedési folyamatát, ezáltal meghosszabbítja annak élettartamát.
Funkcionális anyagok fejlesztése:
Vezetőképes műanyagok: A nano-cink-oxid eleve rendelkezik bizonyos fokú elektromos vezetőképességgel. Megfelelő feldolgozási technikákkal-, például vezetőképes polimerekkel való keveréssel vagy speciális adalékolási módszerek alkalmazásával- felhasználható vezetőképes műanyagok előállítására. Az elektronikai iparban a vezetőképes műanyagok az elektronikus alkatrészek antisztatikus csomagolásának, az elektromágneses árnyékoló anyagoknak és hasonló alkalmazásoknak az előállításához szolgálnak.
Öntisztító-műanyagok: A nano-cink-oxid fotokatalitikus tulajdonságainak kihasználásával öntisztító és szagtalanító képességgel rendelkező fotokatalitikus műanyagok fejleszthetők ki. Fény hatására a nano-cink-oxid katalizálja a műanyag felületén található szerves szennyeződések,-például zsírok és porok-lebomlását. Ezeket az anyagokat az autóbelső műanyagoktól a háztartási műanyag cikkekig terjedő ágazatokban alkalmazzák, elősegítve a felület tisztaságának megőrzését és a kézi tisztítás gyakoriságának csökkentését.
