Το εύρημα θα μπορούσε, όπως αναφέρεται, να βελτιώσει την κατανόησή μας για τα φυσικά φαινόμενα ή να ενισχύσει τα συστήματα αφαλάτωσης.
Η εξάτμιση συμβαίνει όταν τα μόρια του νερού κοντά στην επιφάνεια του υγρού απορροφούν αρκετή ενέργεια για να διαφύγουν στον αέρα από πάνω ως αέριο – υδρατμός. Γενικά, η θερμότητα είναι η πηγή ενέργειας, και στην περίπτωση του κύκλου του νερού της Γης, αυτή η θερμότητα προέρχεται κυρίως από το ηλιακό φως.
Όμως τα τελευταία χρόνια, διαφορετικές ομάδες επιστημόνων έχουν παρατηρήσει αποκλίσεις στα πειράματά τους σχετικά με το νερό που συγκρατείται σε υδρογέλες. Το νερό φαινόταν να εξατμίζεται με πολύ υψηλότερους ρυθμούς από ό,τι θα έπρεπε με βάση την ποσότητα θερμότητας στην οποία εκτέθηκε, μερικές φορές τριπλασιάζοντας τον θεωρητικό μέγιστο ρυθμό.
Έτσι, για τη νέα μελέτη, οι επιστήμονες στο MIT ξεκίνησαν να διερευνήσουν τι μπορεί να συμβαίνει. Μετά από μερικά βασικά πειράματα, υποψιάστηκαν ότι το ίδιο το φως προκαλούσε την υπερβολική εξάτμιση. Η ιδέα είναι εκπληκτική επειδή το νερό δεν απορροφά πραγματικά φως – γι’ αυτό μπορείτε να το δείτε σε ένα αξιοπρεπές βάθος εάν είναι καθαρό.
Για να ελέγξουν πραγματικά την υπόθεσή τους, οι επιστήμονες τοποθέτησαν ένα δείγμα υδρογέλης σε ένα δοχείο σε μια κλίμακα, το εξέθεσαν σε διαφορετικά μήκη κύματος φωτός στη σειρά και μέτρησαν την ποσότητα μάζας που έχασε με την πάροδο του χρόνου στην εξάτμιση. Ο εξοπλισμός ελέγχονταν προσεκτικά και τα φώτα θωρακίστηκαν για να αποφευχθεί η εισαγωγή θερμότητας στο σύστημα και η ανάμειξη με τα αποτελέσματα.
Και σίγουρα, το νερό εξατμιζόταν με ρυθμούς πολύ υψηλότερους από αυτόν που θα έπρεπε να επιτρέπει το θερμικό όριο. Ο βαθμός εξάτμισης φαινόταν να ποικίλλει με βάση τα μήκη κύματος του φωτός, κορυφώνοντας σε ένα μήκος κύματος πράσινου φωτός. Αυτή η εξάρτηση από το χρώμα προσθέτει στοιχεία ότι δεν σχετίζεται με τη θερμότητα.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές επανέλαβαν το πείραμα στο σκοτάδι, χρησιμοποιώντας ηλεκτρισμό για να εφαρμόσουν την ίδια ποσότητα θερμότητας στην υδρογέλη όπως στο πείραμα με το φως. Ο ρυθμός εξάτμισης του νερού παρέμεινε αρκετά εντός του θερμικού ορίου και πολύ χαμηλότερος από αυτόν που επιτυγχάνεται με την έκθεση στο φως.
Η ομάδα ονόμασε το νέο φαινόμενο «φωτομοριακό φαινόμενο» και υπέθεσε ότι τα φωτόνια του φωτός θα μπορούσαν ενδεχομένως να «αποκόψουν» συστάδες μορίων νερού κοντά στην επιφάνεια του υγρού. Ενώ μέχρι στιγμής έχει παρατηρηθεί μόνο υπό προσεκτικά ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες, οι ερευνητές λένε ότι θα μπορούσε να συμβαίνει και στη φύση, όπως στα σύννεφα ή στην επιφάνεια της θάλασσας, αν και σε αυτές τις συνθήκες η θερμότητα εξακολουθεί να κάνει το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς .
Η ομάδα προτείνει επίσης ότι το φωτομοριακό φαινόμενο θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της απόδοσης συστημάτων όπως η αφαλάτωση ή η ψύξη με εξάτμιση. Οι ερευνητές έχουν ήδη λάβει επιχορήγηση για να μελετήσουν τη χρήση του στην αφαλάτωση με ηλιακή ενέργεια, η οποία εκτιμούν ότι θα μπορούσε να αυξήσει την απόδοση κατά τρεις ή τέσσερις φορές. Έχουν επίσης χρηματοδότηση για να διερευνήσουν εάν το αποτέλεσμα θα μπορούσε να αναστατώσει τα κλιματικά μοντέλα.
Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό PNAS.
(photo: pixabay)
