Свет способен испарять воду, обнаружили ученые

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) заявили об открытии, которое может изменить наше представление о процессе испарения воды. Оказывается, свет, в определенных условиях, может привести к испарению воды без участия тепла. Это открывает новые перспективы для опреснения воды и даже воздействия на климатические модели.

Фото из открытых источников

Команда исследователей из MIT занималась улучшением процесса опреснения воды, который включает в себя удаление солей и минералов путем испарения воды, а затем ее охлаждения обратно до жидкого состояния. Они использовали черные светопоглощающие материалы, помещенные в воду, чтобы ускорить процесс нагревания.

Однако их усилия были ограничены тепловыми пределами и физическими законами. Тепловой предел представляет собой максимальное количество испарения, которое может произойти при заданном внесении тепла, учитывая законы сохранения энергии.

Недавно другие исследователи сообщили о скорости испарения, превышающий этот предел. В одном эксперименте, где вода содержалась в гидрогелях, скорость испарения была в два раза выше теплового предела. Это привлекло внимание команды из MIT, и они решили проверить это открытие сами.

Профессор машиностроения Ган Чен поделился результатами: «Мы протестировали это на нашем солнечном симуляторе, и это сработало. Итак, теперь мы им поверили».

Следующим этапом были собственные гидрогели и более глубокие исследования. Исследователи предположили, что фотоны света могут отщеплять молекулы воды от поверхности из-за больших градиентов электрического поля и квадрупольного взаимодействия с молекулярными кластерами. Этот процесс был назван фотомолекулярным эффектом.

Удивительно то, что наиболее эффективное испарение происходило при определенной длине волны зеленого света. В эксперименте без света, где использовалось электричество, скорость испарения не превышала теплового предела.

Ган Чен объяснил, что хотя вода и гидрогели не поглощают много света по отдельности, их сочетание становится эффективным поглотителем без необходимости добавления дополнительных красителей.

Это открытие может иметь широкие практические применения, включая более эффективные методы опреснения воды и, следовательно, снижение стоимости этого процесса. Кроме того, возможность испарения воды под воздействием света может повлиять на климатические модели и способствовать их улучшению в будущем.

Исследование, описанное выше, было опубликовано в журнале Applied Physical Sciences, и оно представляет собой одно из тех открытий, которые могут перевернуть наш взгляд на физические процессы и их применение в повседневной жизни.