O óxido de zinco nanopartículas, ZnO, é uma forma de óxido de zinco em que o composto é formado em partículas individuais de até 20 nanômetros de diâmetro. As partículas transparentes, que filtram com eficácia a luz ultravioleta-a (UVA) e ultravioleta-b (UVB), são então revestidas com camadas inertes de silício ou óxido de alumínio e tendem a se agrupar em grupos de 200 a 500 nanômetros de diâmetro. Em comparação, o diâmetro médio de um glóbulo vermelho humano é de 100 nanômetros. Os principais usos do óxido de zinco nesta forma incluem como agente bloqueador da radiação solar prejudicial em loções de óxido de zinco e como composto antibacteriano e fungistático adicionado a revestimentos transparentes como verniz para superfícies de madeira. Outros usos para o óxido de zinco em nanopartículas incluem um revestimento protetor de luz ultravioleta (UV) em filmes plásticos para janelas e óculos, ou em tecidos feitos de polímeros sintéticos.
Um dos primeiros e mais controversos usos do óxido de zinco em nanopartículas é como um agente bloqueador de UV em loções de proteção solar. O tamanho único das partículas do protetor solar de óxido de zinco e não a natureza química do composto em si é o que representa um risco para a saúde humana. Isso porque, em uma escala tão pequena, as nanopartículas têm uma área de superfície muito maior em comparação com sua massa líquida, o que pode torná-las substâncias altamente reativas. O tamanho diminuto das partículas permite que elas atravessem a barreira hematoencefálica, onde, em estudos com animais de laboratório, elas demonstraram matar células-tronco neurais formativas (NSCs). Essas células são responsáveis pela regeneração de neurônios humanos no cérebro e sua destruição pode levar a eventuais distúrbios cerebrais degenerativos.
A pesquisa sobre o perigo das nanopartículas de óxido de zinco, que estão presentes em alguns alimentos e também em muitos produtos de óxido de zinco usados para cuidar da pele, ainda está em seus estágios iniciais. Algumas pesquisas sugerem que partículas acima de 30 nanômetros de tamanho não representam nenhum risco significativo para a saúde, enquanto outras pesquisas descobriram que toda a gama de tamanhos de nanopartículas de óxido de zinco apresenta perigos. Os produtos nos quais são usados com mais frequência, como a gelatina de óxido de zinco ou pomadas, devem ser aplicados na superfície da pele. Partículas acima de 30 nanômetros não podem passar para níveis mais profundos de tecido, embora, se forem ingeridas, representem riscos para o sangue, o tecido pulmonar e o cérebro. Uma vez que muitas preparações industriais de óxido de zinco em nanopartículas estão na forma de um pó branco e seco, o maior risco dessas substâncias é a inalação acidental.
A preparação comercial de nanopartículas de óxido de zinco pode ser feita de maneira que não ocorra aglomeração e que as partículas individuais permaneçam separadas umas das outras. Isso dá a eles maior versatilidade, onde podem ser aplicados em camadas finas na superfície de tecidos ou outros materiais, e aumenta os riscos com a ingestão ou inalação humana. Os revestimentos de superfície nas partículas também podem ser feitos para serem hidrofóbicos ou hidrofílicos, dependendo de suas necessidades específicas, e podem ser fabricados de forma consistente em um diâmetro de 20, 40 ou 60 nanômetros. Seu uso para uma ampla gama de processos de fabricação onde efeitos anticorrosivos, antibacterianos e catalíticos são desejados continua a torná-los um foco na indústria a partir de 2011.