Випаровування вологи з поверхні суші або океану – один із найфундаментальніших процесів, які людина спостерігає впродовж усього свого існування. І тим не менше, виявляється, якась його частина досі вислизала від нашої уваги.
У серії експериментів команда дослідників зі США показала, що не тільки тепло змушує воду випаровуватися. Світло, потрапляючи на її поверхню, здатне руйнувати молекули H2O і відправляти їх у повітря, викликаючи випаровування за відсутності будь-якого джерела тепла.
Відкриття, зроблене вченими з Массачусетського технологічного інституту, стало продовженням торішньої наукової статті, в якій було описано “фотомолекулярний ефект”, але в обмежених умовах: на спеціально підготовленому гідрогелі. Нове дослідження демонструє, що можна обійтися без гідрогелю, повідомляє MIT News. Процес відбувається на будь-якій поверхні, на яку падає світло, хоч плоскій, як поверхня озера, хоч вигнутій, як крапля.
Науковці провели 14 різних тестів і вимірів, щоб встановити, що вода справді випаровується, тобто молекули води відокремлюються від поверхні і потрапляють у повітря лише під дією світла, без допомоги тепла. У низці випадків температура над поверхнею навіть падала на початку випаровування, а потім вирівнювалася. Інший ключовий показник наявності цього феномена в тому, що ефект випаровування змінювався залежно від кута падіння світла, його кольору і поляризації. Цього не повинно було б відбуватися, оскільки за таких довжин хвиль вода ледь поглинає світло – та все ж відбувалося.
Найсильніше ефект проявлявся, коли світло падало на воду під кутом 45 градусів, за поперечної магнітної поляризації. Пікових значень він, як не дивно, досягав за зеленого світла, за якого вода найбільш прозора і найменше взаємодіє зі світлом.
Вчені запропонували кілька гіпотез, що пояснюють фізичний механізм залежності ефекту від кута і поляризації. Фотони можуть передавати молекулам води на поверхні рівнодіючу силу, якої вистачає, щоб відокремити їх. Але залежність від кольору вони поки витлумачити не можуть.
На думку авторів, цей процес має зустрічатися всюди в природі, від хмар і туману до океанів, ґрунту і рослин. Це вражаюче відкриття може знайти застосування в більш точних моделях передбачення погоди та клімату, у промислових процесах опріснення та дегідратації.