காற்றில் பரவும் நோய்களைச் சுமக்கும் நீர்த்துளிகளுக்கு முதன்மைத் தடுப்பாக நெகிழி முகக்கவசங்கள் செயல்படுகின்றன. அவை பேச்சு, மூச்சு, இருமல் அல்லது தும்மல் ஆகிய செயல்களின்போது நீர்த்துளிகள் வெளிப்படும் வாய்ப்புகள் அதிகமாக இருக்கும். விமான அறைகள் மற்றும் அலுவலகங்கள் போன்ற மூடிய இடங்களில் இவ்வகையான முகக்கவசம் பயனுள்ளதாக இருக்கும். கோவிட்-19 தொற்றின் போது நெகிழி முகக்கவசங்கள் முக்கியத்துவம் பெற்றுள்ளன. மேலும், பிளெக்ஸிகிளாஸ் (plexiglass) பிளாஸ்டிக் அல்லது பாலிஎத்திலீன் (PET) ஆகியவற்றால் செய்யப்பட்ட எளிமையான முகக்கவசங்கள் பொதுப் பயன்பாட்டிற்குக் கிடைக்கின்றன.
நெகிழியின் மேற்பரப்பு, நீரை ஈர்க்கும் தன்மை உடையதால் சிறிய நீர்த்துளிகள் அதன் மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொள்ள முனைகின்றன. சார்ஸ்-கோவிட் வைரஸ் (SARS-CoV-2) நிரம்பிய சுவாச நீர்த்துளிகள் வெவ்வேறு பரப்புகளில் சில மணி நேரங்கள்முதல் சில நாட்கள்வரை உயிர்வாழ முடியும் என்று ஆய்வுகள் தெரிவிக்கின்றன. இத்தகைய மேற்பரப்புகளைத் தனிநபர்கள் அறியாமல் தொட்டாலும் நுண்ணுயிர் பரப்புப்பொருள் பரவல் வழி (Fomite transmission) மூலம் அவர்கள் தொற்றுக்கு ஆளாகிறார்கள். நெகிழி முகக்கவசத்தின் நீர் விரும்பும் தன்மை நுண்ணுயிர் பரப்புப்பொருள் பரவல் வழி மூலம் தொற்று பரவலுக்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்கின்றது. ஆகையால், நெகிழி முகக்கவசத்தை அடிக்கடிச் சுத்தம் மற்றும் சுத்திகரிப்பு செய்ய வேண்டும்.
மும்பையின் இந்தியத் தொழில்நுட்பக் கழகம் பம்பாய் (IIT Bombay)இல் உள்ள இயந்திரவியல் துறையைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசுவதன் மூலம் நெகிழி முகக்கவசங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த ஒரு புதிய உத்தியை முன்மொழிந்துள்ளது. இதன் விளைவாக உருவாகும் ஒருங்குசேர் நெகிழி முகக்கவசம், காற்றுவழி நீர்த்துளிகளுக்கு ஒரு தடுப்பாகச் செயல்படுகின்றது மற்றும் அவற்றை விரட்டுகின்றது. இது, முகக்கவசத்தின் மேற்பரப்பில் நுண்ணுயிர் பரப்புப்பொருட்கள் உருவாகும் அபாயத்தைக் குறைக்கின்றது. இத்துரையின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், தங்கள் சோதனைகளின் முடிவுகளை பிசிக்ஸ் ஆஃப் ப்ளுய்ட்ஸ் (Physics of Fluids) எனும் ஆய்வுச் சஞ்சிகையில் வெளியிட்டுள்ளனர். இந்த ஆய்வுக்கு IIT பம்பாயின் தொழில்துறை ஆராய்ச்சி மற்றும் ஆலோசனை மையம் (IRCC) நிதியளித்துள்ளது.
வெளியேற்றப்பட்ட நீர்த்துளிகள் மிகச் சிறிய (சுமார் 50 - 200 மைக்ரான் - ஒரு மைக்ரான் என்பது ஒரு மில்லிமீட்டரில் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்காகும்) உருவ அளவுடையதாகும். எனவே, இவற்றை வெறும் கண்களால் பார்க்க முடியாது. கோவிட்-19 பரவுவதைத் தடுக்க, பாதுகாப்புக் கருவிகளைச் சிறப்பாக உருவாக்க ஆராய்ச்சிக் குழு விரும்பியது. எனவே, அவர்கள் முதலில் நெகிழி முகக்கவசங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்த இலக்கு வைத்தனர்.
ஒரு நீர்த்துளி ஒரு மேற்பரப்பில் விழும்போது, வெளிப்படும் நீர்த்துளியின் ஆற்றல் (இயக்க ஆற்றல்) மற்றும் பரப்பு இழு விசை (எதிர்ப்பு விசை) அந்த நீர்த்துளியை எதிர்த்து எழுவதற்கு முன்னர் மேற்பரப்பில் தட்டையாக்குகின்றன. நீரை ஈர்ப்பதற்கான (அதிக ஈரத்தன்மை) அதிக ஈர்ப்பு ஒரு மேற்பரப்பிற்கு உதாரணமாக, PET முகக்கவசங்களின் மேற்பரப்பு போன்று இருந்தால் நீர்த்துளி படர்ந்து அதன் மேற்பரப்பில் ஒட்டிக்கொள்ளும். ஒரு நபர் முகக்கவசத்தை அணியும்போது மேற்பரப்பு சாய்ந்திருக்கும், எனவே பரவும் நீர்த்துளியின் மீது ஈர்ப்புவிசை செயல்பட்டு, அது கீழே ஒழுகிவிடும். அவ்வாறு ஒழுகும் நீர்த்துளிகள், முகக்கவசத்தின் காண்திறனைப் பாதித்து நுண்ணுயிர் பரப்புப் பொருட்கள் உருவாகுவதற்கான வாய்ப்புகளை அதிகரிக்கின்றன.
ஆகையால், நீர்த்துளிகள் மேற்பரப்பில் ஒட்டாமல் தடுக்க ஒரு நீர்விலக்கிப் பொருளைக் கொண்டு முகக்கவசங்களைப் பூசுவதற்கான புதிய யோசனையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கொண்டுவந்தனர். வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கக்கூடிய மற்றும் சிக்கனமான தெளிப்பானைப் பயன்படுத்தி ஊர்தியின் வளிகாப்பு தட்டியை (windshield) பூசுவதற்கு அவர்கள் மாற்றி உபயோகித்தனர். இந்தத் தெளிப்பான் பூச்சு, சிலிக்கா மீநுண் துகள்களைக் உள்ளடக்கி இந்தப் பூச்சை மிகநுட்பமான நீர்விலக்கி (superhydrophobic) ஆக்குகிறது. இதனால் மோசமான வானிலையின் போதும் வளிகாப்பு தட்டியைத் தெளிவாக வைத்துக்கொள்ள முடியும்.
ஆராய்ச்சியாளர்கள், இந்த நீர் விலக்கிப் பூச்சை நெகிழி முகக்கவசத்தில் பூசி அந்த முகக்கவசத்தால் மிகச் சிறிய வைரஸ் நிறைந்த நீர்த்துளிகளைத் தடுக்க முடியும் என்பதை நிரூபித்துள்ளனர். முகக்கவசத்தின் மீது விழும் நீர்த்துளிகள் மேற்பரப்பில் இருந்து குதித்து, பூசப்பட்ட பகுதியை நீர் இருப்பு இல்லாமல் வைத்திருப்பதையும், அதனால் நுண்ணுயிர் பரப்புப் பொருட்களின் திரட்சியை நீக்குவதையும் அவர்கள் கவனித்தனர்.
ஒருங்குசேர் நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்பட்ட முகக்கவசத்தின் நீர்த்துளி விரட்டும் பண்புகளை நிறுவுவதற்கு ஆராய்ச்சியார்கள் குழு ஆய்வகச் சோதனைகளை நடத்தியது. முகக்கவசத்தின் மேற்பரப்பில் நீர்த்துளியின் தொடர்பை மதிப்பிடும் முறை ஆய்வின் மற்றொரு புதிய அம்சமாகும்.
தற்போதுள்ள மதிப்பீட்டு வழிமுறைகள், பரப்புகளில் வாயுத் தொங்கல்களின் தொடர்பைக் காட்சிப்படுத்த ஒருங்கொளி (Laser) நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த வழிமுறை தொடர்புகளின் ஒட்டுமொத்த காட்சித் தொகுதியை வழங்குகின்றது. "இருப்பினும், முகக்கவசத்தின் நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்பட்ட மேற்பரப்புடன் தொடர்பு கொண்ட பிறகு எவ்வாறு ஒவ்வொரு நீர்த்துளி செயல்படுகின்றது என்பதை எங்கள் ஆய்வில் காட்டுகின்றோம்" என்று ஆய்வின் இணை ஆசிரியரான பேராசிரியர் ரஜ்னீஷ் பரத்வாஜ் கூறுகிறார். அவர்களின் சோதனைகள், முகக்கவசத்தின் ஒளிபுகுத்தன்மையை நீர்விலக்கி பூச்சு பாதிக்காது என்பதையும் காட்டுகின்றன.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்படாத மற்றும் பூசப்பட்ட முகக்கவசங்களின், ஈரப்பதம், மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மற்றும் ஒளி பரவல் பண்புகளை மதிப்பீடு செய்தனர். அவர்கள், அயனி நீக்கம் செய்யப்பட்ட நீர் (கனிமம் நீக்கப்பட்ட, சுத்திகரிக்கப்பட்ட நீர்) நீர்த்துளிகளால் மேற்பூச்சை மதிப்பீடு செய்து வகைப்படுத்தினர். மென்பொருள் மற்றும் பகுப்பாய்வுக் கருவிகளுடன் இணைந்த ஒரு அதிவேக உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட நிழற்படக் கருவி, எவ்வாறு மேற்பரப்பில் நீர்த்துளி தொடர்புகொள்கின்றது என்பதைக் குறித்துக் காட்டுகின்றது.
உண்மையான சுவாச நீர்த்துளிக்கு அயனி நீக்கம் செய்யப்பட்ட நீர் எவ்வாறு மாற்றாக இருக்கும் என்று கேட்டதற்கு, “சுவாச நீர்த்துளிகள் மிகச் சிறியதாக இருப்பதால், அவற்றில் உள்ள உமிழ்நீர் மற்றும் உப்புகளின் அளவு நுண்ணியதாகவும் அதிக மதிப்புறு இல்லாததாகவும் இருப்பதாகத் தற்போதுள்ள ஆய்வுக்கட்டுரைகள் எடுத்துக்காட்டுகின்றன என்று ஆய்வின் மற்றொரு இணை ஆசிரியரான பேராசிரியர் அமித் அக்ரவால் கூறுகிறார். ஆகையால், அயனி நீக்கம் செய்யப்பட்ட நீர் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகளில் ஒரு உண்மையான சுவாச நீர்த்துளிக்கான நியாயமான மாற்றாகும்.”
விழும் நீர்த்துளியின் தாக்க இயக்கவியலை வரையறுக்கவும் பகுப்பாய்வு செய்யவும் வெபர் (Weber) மற்றும் ரெனால்ட்ஸ் (Reynolds) என்ற எண்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தினர். இந்த எண்களின் சிறப்பியல்புகள், நீர்த்துளி அளவு, இயக்க ஆற்றல், வேகம், பாகுத்தன்மை, பரப்பு இழு விசை மற்றும் பிற இயற்பியல் பண்புகளை உள்ளடக்கி இருந்தன. ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்படாத மற்றும் பூசப்பட்ட மேற்பரப்புகளில் வெவ்வேறு நீர்த்துளி வேகங்களுக்கான மதிப்பீட்டை ஒப்பிட்டது.
இவ்வாறு மதிப்பீட்டை ஒப்பிட்டதால், நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்படாத மேற்பரப்பை விட பூசப்பட்ட மேற்பரப்பு மிகவும் குறைவான ஈரப்பதத்தைக் கொண்டிருந்தது தெரிய வந்தது. இந்தப் பூச்சு, நீர்த்துளியின் இயக்கம் சார்ந்த எதிர்த்துள்ளலுக்கு மற்றும் மேற்பரப்பில் இருந்து நீர்த்துளிகளை விரட்டும் விரும்பிய விளைவை அடைவதற்கு உதவியது. இந்த ஆய்வு, நீர்த்துளியானது முகக்கவசத்தின் மேற்பரப்பில் பட்ட பிறகு சுமார், 12 மில்லி விநாடிகளில் குதித்து விழும்போது ஒரு பரவளைய (parabola) பாதையை எடுக்கும் என்று கூறுகின்றது. மேலும், நீர்த்துளிகள் எவ்வளவு பெரியதாக இருக்கிறதோ அவ்வளவு வேகமாக மீளுருவாக்கம் அடையும், ஏன் பல நீர்த்துளிகளாகக்கூட உடையும் என்று ஆய்வு கூறுகின்றது.
ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, 0.1 மீ/நொடி முதல் 1 மீ/நொடி வரையிலான மாறுபடும் நீர்த்துளி வேகங்களில் நீர்விலக்கி அடுக்கு பூசப்பட்ட முகக்கவசங்களின் செயல்திறனை மதிப்பீடு செய்தது. இந்த மதிப்பீடு, மழை பொழியும் சூழல்களில் எவ்வாறு அதிக வேகத்தில் மேற்பரப்பில் விழும் நீர்த்துளிகள் இருக்கும் என்பதையும் உள்ளடக்கி இருந்தது. "மழைக்காலங்களில்கூட, இந்த நீர்விலக்கி பூச்சு நீர்த்துளிகளை விரட்டுகிறது, அதே சமயத்தில் நெகிழி முகக்கவசத்தின் தெரிவு நிலையும் பாதிக்கப்படாது" என்று மேம்படுத்தப்பட்ட முகக்கவசத்தின் கூடுதல் நன்மையை ஆசிரியர்கள் எடுத்துக்காட்டுகின்றனர்.