氧化锌是一种重要而且使用广泛的物理防晒剂，屏蔽紫外线的原理为吸收和散射。氧化锌属于N型半导体，价带上的电子可以接受紫外线中的能量发生跃迁，这也是它们吸收紫外线的原理。而散射紫外线的功能就和材料的粒径相关，当尺寸远小于紫外线的波长时，粒子就可以将作用在其上的紫外线向各个方向散射，从而减小照射方向的紫外线强度。此外，如果这原料的粒径过大，涂在皮肤上会出现不自然的白化现象。因此纳米级微粒与通常尺寸相比有着显着的优势。
纳米氧化锌是稳定的化合物，可以提供广谱的紫外保护（UVA和UVB），同时还有抗菌和抗炎的作用，几乎在各国对防晒剂的评价中都是*安全有效的成分。但它们特别小的尺寸，使得它们有更高的化学活性，也可能被人体吸收，从而对人体和环境有着潜在的危害，因此对于纳米级氧化锌的使用还存在着很大的争议。比如欧盟在2004年的时候说纳米氧化锌会被吸收，而且可能会引起DNA损伤。澳大利亚在2006年一份综述中称不认为纳米粒子在皮肤中有吸收。而美国DNA1999年批准氧化锌的使用，但认为纳米氧化锌存在安全问题而不允许使用，而在2006年批准纳米氧化锌作为一个新的有效成分。
纳米微粒*令人担忧的地方就是它会释放出自由基，这会增加氧化压力，从而损伤体内的蛋白、酯类和DNA。钛产生的氢氧自由基可能会对DNA和细胞产生损伤，锌产生氢氧自由基可能会损害皮肤中的DNA和细胞结构。另外，当你抹了防晒霜洗脸或是游泳，又或者是使用带防晒系数的唇膏，就存在着很大的可能将其中含有的纳米级的防晒剂直接通过吃下去，这样人体是可以直接吸收的。有研究表明肠子能够吸收二氧化钛粒子的直径在150-500nm（略高于纳米水平，相当于微米粒子，这种尺寸的粒子防晒剂中也有使用），随后这些粒子还可以到达肝脏和脾脏。关于纳米粒子是否能通过皮肤直接进入血液还存在争议。通过在动物和人手上的实验表明，纳米氧化锌有1.5-2.3%的吸收。但也有人认为人手上的皮肤远比嘴唇、眼睑、大腿内侧、腋下等地方要厚实的多，而且如果皮肤破损处的吸收状况也会不同，很快下结论这种粒子几乎零吸收是过于草率的，缺乏更多的实验证据。
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