意外发现揭示了一个全新的蒸发源

液态水蒸发成蒸汽或雾气是地球上研究最充分的物理过程之一。

麻省理工学院(MIT)的研究人员认为,他们发现了一种全新的蒸发源,它对液态水的转化作用甚至可能超过热量。

光本身。

该团队预计会受到怀疑和抵制,这就是为什么他们已经在与其他专家合作以确认他们的结果和假设。

如果他们被证明是正确的,他们的发现将从根本上改变气候科学家对水循环的理解。

由于希腊语古代,哲学家和数学家一直在思考一种奇怪的方式,即当太阳升起时,微小的液体滴似乎可以在空气中漂移。

后来的实验和计算,使用现代科学方法,揭示了热量是该过程的关键参与者。

但高温可能不是唯一能使水分子匆匆忙忙的力量。

根据新的实验,光本身也可以将液态水的分子袜子敲掉。

这一发现解决了数学家在过去几年中面临的一个难题:水的蒸发率根本不会加起来。水吸收的热量并不总是能解释蒸发实验中损失的所有液体。

一项研究例如,从 2022 年开始,科学家们发现他们可以实现比液态水的热极限高 278% 的蒸发率。

麻省理工学院的研究人员最初对这一发现持怀疑态度,但在自己进行实验后,他们意识到一定有其他力量在酝酿之中。进一步挖掘,研究小组发现,在没有热量的情况下,使用光子流产生光,可以在实验室中蒸发液态水。

这是一个令人着迷的发现,因为虽然液态水具有吸收热能的诀窍,但它吸收的光并不多。这就是为什么在没有淤泥和大量阳光的情况下,您可以从几米高的地方看到海底。

蒸发效应仅在实验室中使用水凝胶材料显示,水凝胶材料像海绵一样充满水,但研究人员怀疑类似的效果可能发生在海洋、云层或雾的表面。

他们的实验包括将各种颜色的光照射在水凝胶上,然后测量其损失了多少水质量。

这些灯被屏蔽了,因此它们无法传递热量,但即便如此,研究人员还是看到一股冷凝水从材料中滚滚而出。

当绿光蒸发含水的水凝胶时,玻璃上的白色冷凝。(Tu et al.,PNAS国际科学院院刊, 2023)

为了进行比较,该团队随后使用电力在没有光的情况下加热水凝胶。

从热量中蒸发的水量从未超过热极限,但是当团队同时打开灯和热时,就超过了热极限。

麻省理工学院的研究人员决定将这种现象称为“光分子效应”。

他们认为,如果没有热量的光真的可以触发蒸发,那么海水淡化过程可以利用这些知识,使生产力提高到现在的三到四倍。

“这可能真的会导致廉价的海水淡化,”麻省理工学院机械工程陈刚。

与科学的任何重大基础转变一样,这一转变无疑将面临严格的审查。其他团队已经在考虑自己尝试复制结果。

与此同时,麻省理工学院的团队已经获得了几项资助,用于研究如何使用“光分子效应”来改善海水淡化系统和气候变化建 模。

我们对蒸发的理解可能再也不会一样了。

该研究发表在PNAS国际科学院院刊.

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