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氧化鋅是一種重要而且使用廣泛的物理防曬劑，屏蔽紫外線的原理為吸收和散射。氧化鋅屬于N型半導體，價帶上的電子可以接受紫外線中的能量發生躍遷，這也是它們吸收紫外線的原理。而散射紫外線的功能就和材料的粒徑相關，當尺寸遠小于紫外線的波長時，粒子就可以將作用在其上的紫外線向各個方向散射，從而減小照射方向的紫外線強度。此外，如果這原料的粒徑過大，涂在皮膚上會出現不自然的白化現象。因此納米級微粒與通常尺寸相比有著顯著的優勢。

納米氧化鋅是穩定的化合物，可以提供廣譜的紫外保護（UVA和UVB），同時還有抗菌和抗炎的作用，幾乎在各國對防曬劑的評價中都是最安全有效的成分。但它們特別小的尺寸，使得它們有更高的化學活性，也可能被人體吸收，從而對人體和環境有著潛在的危害，因此對于納米級氧化鋅的使用還存在著很大的爭議。比如歐盟在2004年的時候說納米氧化鋅會被吸收，而且可能會引起DNA損傷。澳大利亞在2006年一份綜述中稱不認為納米粒子在皮膚中有吸收。而美國DNA1999年批準氧化鋅的使用，但認為納米氧化鋅存在安全問題而不允許使用，而在2006年批準納米氧化鋅作為一個新的有效成分。