Неожиданное открытие открывает совершенно новый источник испарения
Испарение жидкой воды в пар или туман — один из наиболее хорошо изученных физических процессов на Земле.
Неожиданно исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) полагают, что они обнаружили совершенно новый источник испарения, и его преобразующее воздействие на жидкую воду может затмить даже воздействие тепла.
Сам свет.
Команда ожидает скептицизма и сопротивления, поэтому они уже работают с другими экспертами, чтобы подтвердить свои результаты и гипотезы.
Если они окажутся правы, их открытие фундаментально изменит то, как учёные-климатологи понимают водный цикл.
С греческого языка В древности философы и математики размышляли над любопытным способом, которым крошечные капли жидкости могут дрейфовать по воздуху при восходе Солнца.
Более поздние эксперименты и расчеты с использованием современных научных методов показали, что тепло является ключевым фактором. участник этого процесса.
Но высокие температуры, возможно, не единственная сила, которая может заставить молекулы воды суетиться.
Свет сам по себе также может сбить молекулярные носки с жидкой воды, согласно новым экспериментам.
Это открытие решает загадку, с которой математики сталкивались последние несколько лет: скорость испарения воды просто не складывается. Количество тепла, которое поглощает вода, не всегда учитывает всю жидкость, которая теряется в экспериментах по испарению.
Например, в одном исследовании 2022 года ученые обнаружили, что они могут достичь скорости испарения на 278 процентов выше, чем тепловой предел жидкой воды.
Исследователи Массачусетского технологического института поначалу отнеслись к этой находке скептически, но после экспериментов на себе поняли, что здесь должна действовать какая-то другая сила. Копнув дальше, команда обнаружила, что производство света без тепла с использованием потока фотонов может испарять жидкую воду в лаборатории.
Это интересное открытие, поскольку жидкая вода способна поглощать тепло. энергии, неизвестно, что она поглощает много света. Вот почему дно океана можно увидеть с высоты нескольких метров, когда нет ила и много солнечного света.
Эффект испарения был показан только в лаборатории с использованием гидрогелевого материала, наполненного водой, как губка. , но исследователи подозревают, что аналогичный эффект может происходить на поверхности океана, облаков или тумана.
Их эксперименты заключались в освещении гидрогеля разноцветными огнями, а затем измерении количества его водной массы. потеряно.
Лампы были экранированы, чтобы не передавать тепло, но тем не менее исследователи наблюдали, как клубы конденсата поднимались из материала.
Для сравнения команда затем нагрела гидрогель без света, используя электричество.
Количество воды, испаряющейся от тепла, никогда не превышало тепловой предел, но когда команда включила и свет, и обогрев, тепловой предел был превышен.
Исследователи из Массачусетского технологического института решили назвать это явление «фотомолекулярный эффект».
Они утверждают, что если свет без тепла действительно может вызвать испарение, то процессы опреснения могут использовать эти знания и стать в три или четыре раза более продуктивными, чем сейчас.
«Потенциально это действительно может привести к дешевому опреснению», — говорит инженер-механик Ган Чен из Массачусетского технологического института.
Как и любой великий фундаментальный сдвиг в науке, этот, несомненно, подвергнется серьезному анализу. Другие команды уже рассматривают собственные попытки повторить результаты.
Между тем, команда Массачусетского технологического института уже получила несколько грантов на изучение того, как «фотомолекулярный эффект» можно использовать для улучшения систем опреснения и моделирования изменения климата. .
Наше понимание испарения, возможно, уже никогда не будет прежним.
Исследование было опубликовано в PNAS.
