สารเคลือบที่มีความโปร่งใสและมีความหนืดที่สามารถแปรงหรือทาสีลงบนพื้นผิวประเภทใดก็ได้ สามารถลดการแพร่กระจายของโรคโดยการดักจับละอองในอากาศ สารเคลือบซึ่งมีพื้นฐานมาจากโพลิเมอร์ที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องสำอาง สามารถนำไปใช้กับเกราะป้องกันลูกแก้วและกระบังหน้า เช่นเดียวกับหน้าต่าง ผนัง เพดาน หรือแม้แต่ผ้าม่าน เมื่อใช้วิธีนี้ สามารถกำจัดอนุภาคไวรัสออกจากอากาศ
และชะลอ
การแพร่กระจายของโรคติดเชื้อทางเดินหายใจ เช่น โควิด-19 ตามรายงานของนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น ในสหรัฐอเมริกา ผู้พัฒนาโปรแกรมดังกล่าวไวรัสโคโรนาที่ก่อให้เกิดการแพร่ระบาดของโควิด-19 ในปัจจุบันนั้นติดต่อผ่านละอองทางเดินหายใจและละอองลอยที่ปล่อยออกมาเมื่อผู้คนไอ จาม
พูดและหายใจ การกำจัดละอองเหล่านี้ โดยเฉพาะในพื้นที่จำกัด – จึงเป็นวิธีหนึ่งในการต่อสู้กับโรค
หยดถูกดูดซับแล้วแห้งการเคลือบแบบใหม่ได้รับการออกแบบให้เมื่อละอองในอากาศสัมผัสกับพื้นผิวที่เคลือบ พวกมันจะเกาะติดแทนที่จะกระดอนออกมาตามปกติ หัวหน้าทีมกล่าวว่าความท้าทายที่สำคัญ
คือการป้องกันไม่ให้สารเคลือบเกิดฝ้าหรือมัวในกระบวนการ แม้ว่าการเกิดฝ้าจะมาจากการกระเจิงของแสงโดยหยดน้ำ และการทำให้พื้นผิวที่ชอบน้ำสามารถป้องกันได้ แต่หมอกควันเกิดจากการกระเจิงของสารตกค้างที่หลงเหลืออยู่หลังจากละอองระเหยออกไปและจัดการได้ยากกว่ามาก
“การเคลือบของเราทำงานเหมือนฟองน้ำเพื่อดูดซับหยดน้ำแล้วกระจายไปในฟิล์ม เพื่อป้องกันการก่อตัวของฝุ่นละอองขนาดใหญ่ที่แห้งซึ่งมีหน้าที่ในการกระเจิงของแสง” เขาอธิบาย คุณสมบัตินี้ทำให้การเคลือบเหมาะสำหรับหน้าจอแบ่งลูกแก้วใสและกระบังหน้าพลาสติก เขากล่าวเสริม โดยชี้ให้เห็นว่า
สารเติมแต่งเช่นสารฆ่าเชื้อและเม็ดสีสามารถขยายการใช้งานต่อไปได้ “หลุมบ่อ” คล้ายปล่องภูเขาไฟ
เพื่อทดสอบเทคโนโลยีของพวกเขา นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการศึกษาพฤติกรรมของละอองละอองที่พวกเขาส่งไปยังสไลด์กล้องจุลทรรศน์โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ที่ไม่ชอบน้ำใสในกล้องจุลทรรศน์
แบบออปติคอล
กลับด้าน ขนาดของละอองเหล่านี้ประมาณ 10 ไมครอน ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับละอองลอยในระบบทางเดินหายใจ หยดน้ำส่วนใหญ่กระเด้งหรือร่อนออกจากสไลด์กล้องจุลทรรศน์ที่ไม่เคลือบผิวนี้ และกลายเป็นอากาศอีกครั้ง สำหรับการเคลือบ นักวิจัยเลือกพอลิเมอร์ที่เรียกว่าโพลี
(อะคริลาไมด์-โค-ไดอัลลิลไดเมทิลไดเมทิลแอมโมเนียมคลอไรด์ (PAAm-DDA)) ซึ่งเป็นโพลีอิเล็กโทรไลต์รูปฟิล์มใสที่ปลอดภัย ละลายน้ำได้ มักใช้ในผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางและสารเคลือบต้านจุลชีพ PAAm-DDA คือ มีความเสถียรสูงในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลายตั้งแต่ -20 °C ถึงประมาณ 60 °C
เมื่อนักวิจัยเคลือบสไลด์กล้องจุลทรรศน์ด้วยโพลิเมอร์นี้ พฤติกรรมที่สังเกตได้ค่อนข้างแตกต่างออกไป กล่าวคือ หยดน้ำที่ชนกันส่วนใหญ่ถูกจับและถูกดูดซับโดยสารเคลือบในเวลาต่อมา หยดที่ติดอยู่จะละลายโพลิเมอร์ที่อยู่ด้านล่างบางส่วน ทิ้ง “หลุมบ่อ” ที่มีลักษณะคล้ายปล่องภูเขาไฟไว้เบื้องหลัง
เมื่อแผ่นสไลด์แห้ง นักวิจัยกล่าวว่าสารละลายหรือสารช่วยกระจายตัวใดๆ (เช่น เชื้อโรค) ยังคงอยู่ในหลุมบ่อ ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถปล่อยออกสู่อากาศได้อีกผลลัพธ์ที่คาดหวังเมื่อเปรียบเทียบมวลของแผ่นสไลด์ก่อนและหลังการทดลอง นักวิจัยคำนวณว่าสารเคลือบจับหยดน้ำในอัตรา
ประมาณ 10 5 ม ก./ตร.ม. 2ชม. พวกเขากล่าวว่าสิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยดีเพราะปริมาณการดักจับละอองสูงสุดที่จำเป็นในห้อง โดยอิงตามปริมาตรของละอองหายใจที่ผลิตโดยบุคคลที่พูดเสียงดัง คาดว่าจะอยู่ในช่วง 10 -5ถึง 10 -2 มก./ตร.ม. 2ชั่วโมง – 7 ถึง 10 คำสั่งที่มีขนาดต่ำกว่าความสามารถ
ในการจับภาพที่พวกเขาแสดงให้เห็นในการทดลองของพวกเขานักวิจัยยังได้ทำการทดลองเชิงคุณภาเพื่อประเมินว่าสารเคลือบช่วยลดจำนวนละอองลอยที่กระเด็นออกจากพื้นผิวหรือไม่ ในการทดลองนี้ พวกเขาวางแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนขนาด 2 x 2 ซม. ที่เคลือบด้วยโพลิเมอร์ไว้ที่ขอบของหน้าจอลูกแก้ว
เพื่อจับและแสดงภาพหยดน้ำที่เล็ดลอดออกมา จากนั้นพวกเขาส่งละอองสเปรย์ไปที่หน้าจอทั้งแบบเคลือบและไม่เคลือบจากระยะ 5 ซม. เป็นเวลาห้านาที การสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์ในเวลาต่อมาแสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมากในจำนวนละอองลอยที่หลุดออกจากตะแกรงเคลือบเมื่อเทียบกับ
ที่ไม่เคลือบผิว
จำลองสถานการณ์ที่สมจริงยิ่งขึ้น และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าข้อจำกัดหลักในการทดลองประเภทนี้คือผู้คนผลิตละอองทางเดินหายใจในระดับความเข้มข้นที่ต่ำกว่าปกติสำหรับละอองลอยที่ผลิตในห้องปฏิบัติการ ละอองที่เกิดจากธรรมชาติยังมีขนาดที่กว้างกว่ามาก และมีละอองขนาดใหญ่หลายมิลลิเมตร
ที่กระเซ็นและแตกตัวเป็นละอองเล็กๆ เมื่อชนกับพื้นผิว เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้ทำการทดลองซ้ำโดยใช้ละอองที่เกิดจากเครื่องพ่นสารเคมีในอากาศ อุปกรณ์ประเภทนี้ถูกใช้ในการศึกษาก่อนหน้านี้เพื่อจำลองละอองชนิดต่างๆ และความเร็วสูงที่บุคคลจะปล่อยออกมาเมื่อไอหรือจาม
พวกเขานำหยดไปยังหน้าจอลูกแก้วแบบเคลือบและไม่เคลือบเป็นเวลาเพียง 1 วินาที พวกเขาทำการทดลองซ้ำอย่างน้อยห้าครั้ง และพบว่าจำนวนของหยดน้ำที่หลุดออกจากหน้าจอที่เคลือบนั้นลดลงประมาณ 80% เมื่อเทียบกับที่ไม่เคลือบ นักวิจัยกล่าวว่า “ผลการพ่นอากาศแสดงให้เห็นว่า
การเคลือบสามารถลดการหลบหนีของทั้งละอองความเร็วต่ำและละอองความเร็วสูงขนาดใหญ่” นักวิจัยกล่าว “สิ่งนี้ควรเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงการทำงานของหน้าจอแบ่งส่วนแบบโปร่งใส ซึ่งแพร่หลายในการระบาดใหญ่ครั้งนี้ และมีแนวโน้มที่จะใช้ต่อไปอีกระยะหนึ่ง”
