La luce può far evaporare l’acqua senza calore: una scoperta sorprendente del MIT

Un team di ricercatori del MIT ha scoperto che la luce può far evaporare l’acqua senza l’uso del calore, aprendo nuove possibilità per la desalinizzazione e l’efficienza energetica.

Evaporazione dell'acqua nel fiume Yuryuzan

La luce da sola potrebbe evaporare l’acqua, uno studio sorprendente scopre. (sanbeliaev/Shutterstock.com)

Un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha fatto una scoperta sorprendente riguardo all’evaporazione dell’acqua. Sembra infatti che la luce possa far evaporare l’acqua senza l’uso del calore. Lo scopo del team era quello di rendere più efficiente il processo di desalinizzazione, ovvero la rimozione dei sali e dei minerali dall’acqua attraverso l’evaporazione e il successivo raffreddamento del vapore in liquido. Per accelerare il processo di riscaldamento, i ricercatori utilizzavano materiali neri che assorbono la luce, inseriti nell’acqua. Tuttavia, si sono scontrati con il limite termico, che rappresenta la quantità di evaporazione che dovrebbe avvenire per una determinata quantità di calore, tenendo conto dei principi fisici come la legge di conservazione dell’energia. In passato, altri team avevano riportato tassi di evaporazione superiori a questo limite. In un esperimento in cui l’acqua era contenuta in idrogel, reti tridimensionali di catene polimeriche insolubili in acqua che possono trattenere grandi quantità di liquido, il tasso di evaporazione era il doppio del limite termico. Nonostante lo scetticismo iniziale, il team ha deciso di sperimentare da soli, testando anche i materiali forniti dai ricercatori precedenti. Hanno esposto gli idrogel a diverse lunghezze d’onda della luce, misurando con precisione la quantità di liquido persa per evaporazione. Ancora una volta, sono riusciti a superare il limite termico, con l’evaporazione più efficiente che si verificava sotto una particolare lunghezza d’onda della luce verde. In un esperimento senza luce, in cui l’elettricità veniva utilizzata per riscaldare il materiale, il tasso di evaporazione non superava il limite termico. Il team ha ipotizzato che i fotoni della luce visibile possano separare le molecole d’acqua dalla superficie dell’acqua a causa di grandi gradienti di campo elettrico e forza quadrupolare sui cluster molecolari. Hanno chiamato questo processo di evaporazione indotto dalla luce “effetto fotomolecolare”. Secondo i ricercatori, l’acqua da sola non assorbe molta luce, così come gli idrogel, ma combinati diventano buoni assorbitori senza la necessità di aggiungere coloranti per favorire l’assorbimento. Questa scoperta potrebbe avere applicazioni pratiche nel mondo reale, come migliorare la desalinizzazione e renderla più economica. Inoltre, se l’acqua evapora sotto la luce, potrebbe influenzare i modelli climatici e migliorarli se incorporati in futuro. Lo studio è stato pubblicato in Applied Physical Sciences.

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