نور ۱۰ میلیارد برابر خورشید هم نتوانست آب را سریع‌تر تبخیر کند
آیا نور می تواند تبخیر آب را بدون گرم کردن آن افزایش دهد؟ این سوال در سال های اخیر توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. برخی از مطالعات ادعا کردند که نور می تواند مستقیماً بر مولکول های آب در سطح آن تأثیر بگذارد و تبخیر را افزایش دهد. پدیده ای به نام «اثر فوتومولکولی».
به گزارش افق میهن و به نقل از یانیس الرت؛ اگر چنین پدیده ای واقعا وجود داشته باشد، می توان از آن در زمینه هایی مانند پیش بینی آب و هوا و نمک زدایی آب استفاده کرد. اما مطالعه جدید منتشر شده در مجله PNAS این ادعا را زیر سوال می برد.
محققان موسسه ماکس پلانک در آلمان شرایط آزمایش های قبلی را بازسازی کردند و به طور مستقیم میزان تبخیر آب را اندازه گیری کردند. آنها سطح آب را در معرض نورهای آبی، سبز و قرمز قرار دادند و تغییر ارتفاع سطح آب را به دقت بررسی کردند.
نتیجه واضح بود: نور مرئی، حتی با شدتی مشابه نور خورشید، تبخیر آب را به طور قابل اندازه گیری افزایش نمی دهد.
سپس دانشمندان بررسی کردند که چگونه نور سطح آب را در مقیاس مولکولی تغییر می دهد. آنها با استفاده از یک روش بسیار حساس، رفتار و پیوندهای مولکول های آب را در لایه های بسیار نازک سطح آب بررسی کردند.
این آزمون نیز تغییرات قابل اندازه گیری را نشان نداد. حتی در طول موج ۵۳۲ نانومتر یعنی نور سبز که در برخی تحقیقات قبلی بیشترین تأثیر را نشان داده بود، ساختار مولکول های آب و پیوندهای هیدروژنی آنها تغییر نکرد.
اما محققان آزمایش بسیار شدیدتری را نیز انجام دادند. آنها آب را در معرض پالس های بسیار قدرتمند نور مرئی و نزدیک به فروسرخ برای مدت زمان بسیار کوتاهی در حدود یک تا سه پیکوثانیه قرار دادند. شدت این نورها بیش از ۱۰ میلیارد برابر شرایط عادی آزمایش بود.
با وجود این شدت شدید، هنوز هیچ تغییر قابل اندازه گیری در پیوند مولکول های آب در سطح آن وجود نداشت.
محققان می گویند این نتایج نشان می دهد که در شرایط مورد بررسی، نور مرئی مستقیماً تبخیر آب را افزایش نمی دهد یا رفتار مولکول های آن را تغییر نمی دهد.
پس چرا برخی از مطالعات قبلی چنین تأثیری را گزارش کردند؟
به گفته محققان، بخشی از تفاوت ها ممکن است به شرایط آزمایش مربوط باشد. در تحقیقات قبلی گاهی از موادی مانند هیدروژل، ساختارهای متخلخل یا قطرات آب استفاده می شد. در چنین محیط هایی عواملی مانند جذب نور، تولید گرما، انتقال حرارت، تجمع بخار و یا حتی فشار فیزیکی ناشی از نور می توانند بر نتایج تأثیر بگذارند.
بنابراین، اگر در این شرایط تبخیر آب افزایش یابد، لزوماً به معنای وجود یک پدیده جدید و مستقیم در خود مولکول های آب نیست. گرما یا ویژگی های فیزیکی محیط ممکن است عامل اصلی باشد.
به طور کلی، این مطالعه نشان می دهد که پیوندهای مولکولی آب در سطح آن، حتی در برابر شدت نور بسیار بالا، پایدارتر از آنچه برخی تحقیقات قبلی پیشنهاد کرده بودند، هستند.
محققان به این نتیجه رسیدند که افزایش قابل توجه تبخیر ناشی از نور در مواد پیچیده و جاذب نور به جای وجود یک مسیر فیزیکی جدید ذاتی در آب مایع، احتمالاً بیشتر به گرم شدن ماده یا خواص هندسی آن مربوط می شود.
نتایج این تحقیق در مجله PNAS منتشر شده است.
