Свет может испарять воду без участия тепла
Испарение влаги с поверхности суши или океана - один из самых фундаментальных процессов, которые человек наблюдает на всем протяжении своего существования. И тем не менее, оказывается, некая его часть до сих пор ускользала от нашего внимания. В серии экспериментов команда исследователей из США показала, что не только тепло заставляет воду испаряться. Свет, попадая на ее поверхность, способен разрушать молекулы H2O и отправлять их в воздух, вызывая испарение в отсутствии какого-либо источника тепла.
Открытие, сделанное учеными из Массачусетского технологического института, стало продолжением прошлогодней научной статьи, в которой был описан «фотомолекулярный эффект», но в ограниченных условиях: на специально подготовленном гидрогеле. Новое исследование демонстрирует, что можно обойтись без гидрогеля, сообщает MIT News. Процесс происходит на любой поверхности, на которую падает свет, хоть плоской, как поверхность озера, хоть изогнутой, как капля.
Ученые провели 14 различных тестов и измерений, чтобы установить, что вода действительно испаряется, то есть молекулы воды отделяются от поверхности и попадают в воздух лишь под действием света, без помощи тепла. В ряде случаев температура над поверхностью даже падала в начале испарения, а затем выравнивалась. Другой ключевой показатель наличия этого феномена в том, что эффект испарения менялся в зависимости от угла падения света, его цвета и поляризации. Этого не должно было бы происходить, поскольку при таких длинах волн вода едва поглощает свет - и все же происходило.
Сильнее всего эффект проявлялся, когда свет падал на воду по углом 45 градусов, при поперечной магнитной поляризации. Пиковых значений он, как ни странно, достигал при зеленом свете, при котором вода наиболее прозрачна и менее всего взаимодействует со светом.
Ученые предложили несколько гипотез, объясняющих физический механизм зависимости эффекта от угла и поляризации. Фотоны могут передавать молекулам воды на поверхности равнодействующую силу, которой хватает, чтобы отделить их. Но зависимость от цвета они пока истолковать не могут.
По мнению авторов, этот процесс должен встречаться повсюду в природе, от облаков и тумана до океанов, почвы и растений. Это поразительное открытие может найти применение в более точном моделях предсказания погоды и климата, в промышленных процессах опреснения и дегидратации.
Ученые из Швейцарии обнаружили, что наноразмерные устройства могут, благодаря гидроэлектрическому эффекту, получать электричество от испарений жидкостей с более высокой концентрацией ионов, чем у воды высокой очистки. Проходя через узкие каналы, жидкость будет вырабатывать ток и напряжение.
источник