納米在光催化作用下能分解細菌，達到抗菌效果。因為在水和空氣體系中，當電子能量達到或超過其帶隙能時，特別是在紫外輻射下，納米TiO2的電子結構以完整的TiO2價帶和空的導帶為特征。電子可以從價帶激發(fā)到導帶。同時，在價帶上產生相應的空穴，也就是說，產生電子和空穴對。在電場作用下，電子和空穴被分離并遷移到粒子表面的不同位置，并發(fā)生一系列反應。溶解在TiO2表面的氧被吸附，電子被捕獲形成O2。形成的超氧陰離子自由基與大多數(shù)有機化合物反應（氧化）。同時，它能與細菌中的有機物反應生成CO2和H2O；而空穴能將吸附在TiO2表面的oh和H2O氧化成具有較強氧化能力的·oh，攻擊有機物的不飽和鍵或萃取H原子產生新的自由基，會刺激連鎖反應，最終導致細菌分解。
納米的殺菌效果在于其量子尺寸效應。雖然（普通）也具有光催化作用，能產生電子和空穴對，但其到達材料表面的時間超過微秒，容易復合，難以起到抗菌作用。然而，當TiO2達到納米級分散度時，光激發(fā)的電子和空穴會從體內遷移到表面。只需要納秒、皮秒甚至飛秒，光生電子和空穴的復合在納秒量級，可以迅速遷移到表面，攻擊細菌有機體，發(fā)揮相應的抗菌作用。
在紫外線作用下，以0.1mg/cm3濃度的超細TiO2可地殺死惡性海拉細胞，而且隨著超氧化物歧化酶（SOD）添加量的增多，TiO2光催化殺死癌細胞的效率也提高；用TiO2光催化氧化深度處理自來水，可大大減少水中的細菌數(shù)，飲用后無致突變作用，達到安全飲用水的標準。在涂料中添加納米可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料，可應用于醫(yī)院病房、手術室及家庭衛(wèi)生間等細菌密集、易繁殖的場所，可有效殺死大腸桿菌、黃色葡萄糖菌等有害細菌，防止感染。因此，納米納米能凈化空氣，具有除臭功能。
納米抗菌特點：對人體安全無毒，對皮膚無刺激性；抗菌能力強，抗菌范圍廣；無臭味、怪味，氣味??；耐水洗，儲存期長；熱穩(wěn)定性好，高溫下不變色，不分解，不揮發(fā)，不變質；即時性好，納米抗菌劑僅需1h就能發(fā)揮效果，而其他抗菌劑效果則需約24h；納米是一種性維持抗菌效果的抗菌劑；具有很好的安全性，科用于食品添加劑等，與皮膚接觸無不良影響。
