آزمایش‌های دقیق نشان می‌دهند که نور مرئی تبخیر آب را تسریع نمی‌کند

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

در آزمایش‌های اخیر شامل هیدروژل‌ها و قطرات آب، محققان پیشنهاد کرده‌اند که قرار گرفتن در معرض نور مرئی می‌تواند باعث تبخیر سریع‌تر آب بدون گرم کردن آن شود. با این حال، شواهد مستقیمی مبنی بر اینکه نور روی خود آب اثر می‌گذارد، ثابت شده است.

از طریق تحقیقات جدید منتشر شده در PNAS، میشا بن و همکارانش در موسسه تحقیقات پلیمر ماکس پلانک در ماینتس، آلمان، این ایده را از طریق یک سری آزمایشات دقیق انجام دادند. آنها دریافتند که نور مرئی هیچ اثر قابل اندازه گیری بر تبخیر آب خالص ندارد - به تاثیر دیگری بر نرخ تبخیر اشاره می کند که هنوز کشف نشده است.

در آزمایش‌های قبلی، محققان تأثیر قرار گرفتن در معرض نور مرئی را بر روی ژل‌های آغشته به آب به نام هیدروژل و همچنین قطرات ریز آب بررسی کردند. با کمال تعجب، به نظر می‌رسید که آب در این نمونه‌ها سریع‌تر از آنچه که تنها با گرم شدن توضیح داده شود، تبخیر می‌شود.

یک توضیح احتمالی این بود که نور می‌تواند مستقیما مولکول‌های آب را از سطح جدا کند، فرآیندی که «اثر فوتومولکولی» نامیده می‌شود. اگر چنین بود، می‌توانست نحوه مدل‌سازی دانشمندان از دست دادن آب از اقیانوس‌ها و ابرها را تغییر دهد و می‌تواند به سیستم‌های جدید با انرژی خورشیدی برای تصفیه آب منجر شود.

با این حال، سؤالات مهمی در مورد اینکه آیا نور واقعا روی مولکول‌های آب تأثیر می‌گذارد یا اینکه نتایج حاصل از مواد و تکنیک‌های اندازه‌گیری مورد استفاده است، باقی ماند.

برای پاسخ به این سؤالات، تیم بن از لیزرهای آبی، سبز و قرمز برای روشن کردن سطح صاف آب خالص در روشنایی‌های مشابه نور خورشید و در محدوده‌ای از رطوبت استفاده کردند. آنها با یک سنسور بسیار دقیق، سرعت غرق شدن سطح آب را در هنگام تبخیر ردیابی کردند و دوره های زمانی را با روشن و خاموش شدن نور مقایسه کردند.

در همان زمان، آنها از تکنیکی استفاده کردند که ارتعاشات مولکول ها را فقط در دو یا سه لایه بالای آب تشخیص می دهد. این نشان می‌دهد که آیا نور پیوندهایی را که این مولکول‌ها را در کنار هم نگه می‌دارد شل می‌کند یا خیر.

در نهایت، آنها با پالس های لیزری بسیار کوتاه به سطح برخورد کردند که هر یک حدود یک تریلیونم ثانیه طول می کشد. این پالس ها بیش از 10 میلیارد برابر بیشتر از لیزرهای معمولی به اوج درخشندگی رسیدند، اما برای گرم کردن آب بسیار کوتاه بودند.

در هر مورد، شواهدی مبنی بر تبخیر نور محور به دست آمد. سطح آب دقیقا با همان سرعتی که نور روشن یا خاموش بود فرو می‌رفت و ارتعاشات مولکول‌های سطحی بدون تغییر بود. حتی پالس‌های شدید، پیوندهای بین مولکول‌های سطحی را مختل می‌کردند.

نتیجه به این معنی است که تبخیر سریع که در آزمایش‌های قبلی دیده می‌شود نیاز به توضیح متفاوتی دارد. تیم Bonn به چندین احتمال اشاره می کند: ژل ها نور را جذب می کنند و گرم می شوند، گرما از طریق این مواد پخش می شود، بخار آب در نزدیکی سطح جمع می شود، فشار ملایم خود نور، و شکل قطرات و منافذ ژل.

در حال حاضر، اندازه‌گیری‌های آن‌ها معیار روشنی برای مطالعات آینده ارائه می‌کند و می‌تواند به مهندسان طراحی‌کننده فناوری‌های آب با انرژی سبک کمک کند تا بهتر درک کنند که منافع واقعا از کجا می‌آید.

توسط نویسنده ما سام جارمن، ویرایش شده توسط سادی هارلی، و بررسی واقعیت و بازبینی توسط رابرت ایگان برای شما نوشته شده است - این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

یوکونگ چن و همکاران، نور مرئی تبخیر و ساختار سطحی آب تمیز را بدون تغییر در فصل مشترک آب و هوا، مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (2026). DOI: 10.1073/pnas.2615377123

اطلاعات مجله: مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم

نویسنده مشارکت کننده Science X; اخترفیزیک، مواد جدید، تصویربرداری پزشکی و فناوری های الهام گرفته از زیست را پوشش می دهد. نمایه کامل →

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →