Isparavanje tečne vode u paru ili maglu je jedan od najbolje proučavanih fizičkih procesa na Zemlji.
U neočekivanom preokretu, istraživači sa Tehnološkog instituta u Masačusetsu (MIT) misle da su otkrili potpuno novi izvor isparavanja, a njegov transformativni efekat na tečnu vodu mogao bi da pomrači čak i toplotu.
Tim očekuje skepticizam i odbijanje, zbog čega već rade sa drugim stručnjacima kako bi potvrdili svoje rezultate i hipoteze.
Ako se pokaže da su u pravu, njihovo otkriće će fundamentalno promeniti način na koji klimatski naučnici razumeju ciklus vode.
Od grčke antike, filozofi i matematičari su razmišljali o čudnom načinu na koji sićušne kapi tečnosti mogu naizgled da lebde kroz vazduh dok Sunce izlazi.
Kasniji eksperimenti i proračuni, koristeći savremenu naučnu metodu, otkrili su toplotu kao ključnu ulogu u tom procesu.
Ali visoke temperature možda nisu jedina sila koja može da pokrene molekule vode.
Prema novim eksperimentima, svetlost sama po sebi takođe može da proizvede sličan efekat.
Ovo otkriće rešava zagonetku sa kojom su se matematičari suočavali poslednjih nekoliko godina: brzina isparavanja vode se jednostavno ne poklapa sa modelima koje imamo. Količina toplote koju voda apsorbuje ne uzima uvek u obzir svu tečnost koja se gubi u eksperimentima isparavanjem.
U jednoj studiji iz 2022. godine, na primer, naučnici su otkrili da mogu postići stopu isparavanja 278 procenata veću od termičke granice tečne vode.
Istraživači sa MIT-a su u početku bili skeptični prema ovom otkriću, ali su nakon eksperimentisanja shvatili da mora da postoji neka druga sila. Dalje kopajući, tim je otkrio da proizvodnja svetlosti bez toplote, koristeći snop fotona, može da ispari tečnu vodu u laboratoriji.
Ovo je fascinantno otkriće jer dok tečna voda ima sposobnost da apsorbuje toplotnu energiju, nije poznato da apsorbuje mnogo svetlosti. Zato možete videti dno okeana sa nekoliko metara iznad kada nema mulja i mnogo sunčeve svetlosti.
Efekat isparavanja je prikazan samo u laboratoriji korišćenjem hidrogel materijala, ispunjenog vodom poput sunđera, ali istraživači sumnjaju da bi se sličan efekat mogao pojaviti na površinama okeana, oblaka ili magle.
Njihovi eksperimenti su uključivali sijanje različitih svetla u boji na hidrogel, a zatim su merili koliko je vodene mase izgubljeno.
Svetla su bila zaštićena tako da ne mogu da prenose toplotu, ali čak i dalje, istraživači su posmatrali kako oblačići kondenzacije izbijaju iz materijala.
Poređenja radi, tim je zatim zagrejao hidrogel bez svetlosti koristeći električnu energiju.
Količina vode koja je isparila iz toplote nikada nije premašila termičku granicu, ali kada je tim uključio i svetlo i grejanje, termalna granica je premašena.
Istraživači sa MIT-a odlučili su da taj fenomen nazovu ‘fotomolekularni efekat’.
Oni tvrde da ako svetlost bez toplote zaista može da izazove isparavanje, onda bi procesi desalinacije mogli da iskoriste ovo znanje da postanu tri ili četiri puta produktivniji nego što su sada.
„Ovo bi potencijalno moglo dovesti do jeftine desalinizacije“, kaže mašinski inženjer Gang Čen sa MIT-a.
Kao i svaki veliki temeljni pomak u nauci, i ovaj će se bez sumnje suočiti sa velikom pažnjom. Drugi timovi već razmatraju sopstvene pokušaje da ponove rezultate.
U međuvremenu, tim na MIT-u je već dobio nekoliko grantova za proučavanje kako se ‘fotomolekularni efekat’ može koristiti za poboljšanje sistema desalinizacije i modeliranja klimatskih promjena.
Naše razumevanje isparavanja možda nikada više neće biti isto.
