Фізики виявили, що світло може напряму провокувати випаровування рідини ще до того, як вона нагріється. Новий шлях випаровування вчені помітили на зволоженому гідрогелі, але вважають, що схожий процес може відбуватися й у природі, тому його слід враховувати у кліматичних моделях. Про це розповів Массачусетський технологічний інститут, а стаття вчених опублікована у Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
Білий конденсат, що з'являється на склі, — випаровування води з гідрогелю під впливом зеленого світла. Yaodong Tu et al. / PNAS, 2023
Що вивчали вчені?
Чи не найбільш поширеним явищем природи, що знаходить своє використання як у кліматичних, так і у хімічних дослідженнях, є випаровування води під дією сонячного світла. Сонце нагріває рідину, через що молекули у ній розривають зв'язки та переходять у газоподібний стан. Утім, експерименти виявили, що у пористих матеріалах, як-от гідрогелі, рідина випаровується швидше, ніж можна було б пояснити кількістю теплової енергії. Механізм цього явища досі лишався незрозумілим, але наблизитися до відповіді вдалося дослідникам Массачусетського технологічного інституту.
Що виявили?
Ідея вчених полягала у тому, що за певних умов між світлом і водою відбувається фотомолекулярна взаємодія: фотони видимого світла вибивають молекули води з поверхні. Щоб перевірити це, дослідники підготували зразок наповненого водою гідрогелю та опромінювали його світлом на різних довжинах хвиль, у тому числі і тих, що не призводили до нагрівання. Так, відстежуючи масу гідрогелю і його температуру, науковці виявили, що попри відсутність надмірного тепла, вода випаровувалася.
На думку вчених, випаровування відбувалося завдяки тому, що через свою структуру гідрогель з водою починає краще поглинати світло, що дозволяє фотонам впливати на рідину. Процес випаровування відбувається лише на межі розділу рідини з повітрям, і як вважають науковці, може впливати не лише на гідрогелі, а і на морські поверхні. Тому цей ефект слід враховувати у моделях клімату Землі.
- Ефекти випаровування води фізики також використали, щоб нарізати її лазером. Випаровуючи лазером воду з гідрофобними частинками, вчені змусили її утворити різноманітні візерунки.
Оновлено об 11:55: ми доповнили новину і розписали детальніше про фотомолекулярну взаємодію, через яку світло сприяє випаровуванню