Oamenii de știință au făcut ca apa să se evapore folosind doar lumină

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au făcut o descoperire surprinzătoare: apa se evaporă doar cu ajutorul luminii, care este o metodă mai eficientă decât căldura.

Evaporarea are loc atunci când moleculele de apă din apropierea suprafeței unui lichid absorb suficientă energie pentru a scăpa sub formă de gaz sau vapori de apă în aerul înconjurător. În general, sursa de energie este căldura, iar în cazul ciclurilor apei de pe Pământ, această căldură provine în principal din lumina soarelui.

Cu toate acestea, în ultimii ani, diferite grupuri de cercetători au observat particularități în experimentele lor privind apa stocată în hidrogeluri. Experimentele au descoperit că apa se evaporă cu o viteză mult mai rapidă decât ar fi posibil pe baza cantității de căldură la care este expusă, uneori de trei ori viteza maximă teoretică.

Publicat în PNAS În studiu Cercetătorii de la MIT au început să studieze acest fenomen și după primele experimente au bănuit că această evaporare excesivă este cauzată de lumină. Pentru a-și testa ipoteza, cercetătorii au plasat o probă de hidrogel într-un recipient pe o scară, au reflectat succesiv diferite lungimi de undă de lumină și au măsurat cât de multă masă a pierdut în timp din cauza evaporării.

Ei au descoperit că apa se evaporă de fapt mult mai repede decât limita termică admisă. Viteza de evaporare pare să varieze cu lungimea de undă a luminii, ajungând la lungimea de undă a luminii verzi.

Apoi, cercetătorii au repetat experimentul în întuneric, folosind electricitate pentru a aplica hidrogelului aceeași cantitate de căldură ca și în experimentul cu lumină. Viteza de evaporare a apei a fost în limitele căldurii și mult mai mică decât viteza atinsă sub influența luminii.

Echipa a numit noul fenomen efect fotomolecular și a emis ipoteza că fotonii de lumină ar putea sparge grupuri de molecule de apă lângă suprafața apei. Deși până acum acest lucru a fost observat doar în condiții de laborator atent controlate, cercetătorii spun că fenomenul ar putea apărea și în natură, cum ar fi în nori sau la suprafața mării, deși este probabil că Heat face cea mai mare parte a muncii în aceste condiții.

Echipa sugerează, de asemenea, că efectul fotomolecular ar putea fi utilizat pentru a crește eficiența unor sisteme precum desalinizarea apei sau răcirea evaporativă. Cercetătorii au primit deja un grant pentru a explora utilizarea acestui efect într-un sistem de desalinizare bazat pe solar, despre care ei estimează că ar putea crește eficiența acestuia de trei sau patru ori.