A evaporação ocorre em nosso entorno constantemente, desde o suor que resfria nossos corpos até o orvalho que desaparece sob o Sol da manhã. Surpreendentemente, um aspecto desse processo escapou da compreensão científica até recentemente. Alguns pesquisadores notaram que a água retida em hidrogéis evaporava a uma taxa muito mais rápida do que seria esperado com base na quantidade de calor que recebia. O MIT conduziu experimentos para investigar essa evaporação incomum e descobriu que ela ocorre independentemente da energia térmica.
A pesquisa revelou que a luz é capaz de induzir a evaporação diretamente na interface entre a água e o ar, sem depender do calor. Esse fenômeno, chamado de evaporação induzida pela luz, é ainda mais eficiente do que a evaporação tradicional. A equipe acredita que esse processo não se limita ao hidrogel usado nos experimentos, podendo ocorrer em outras situações. Além disso, a evaporação induzida pela luz pode desempenhar um papel importante na formação e evolução de fenômenos atmosféricos, como neblina, nevoeiro e nuvens, sendo relevante para melhorar modelos climáticos. Também pode ter aplicações industriais, incluindo a dessalinização da água com energia solar. Esse avanço pode potencialmente eliminar a necessidade de converter a luz solar em calor nas etapas iniciais do processo.
Essa descoberta é surpreendente, pois a água em si não absorve luz de forma significativa – por isso podemos ver claramente através de muitos metros de água limpa.
Os pesquisadores começaram a explorar o processo de evaporação solar para dessalinização, usando partículas de um material que absorve luz em um recipiente com água para converter a luz solar em calor. Eles utilizaram um hidrogel sintetizado por outra equipe que havia observado os resultados anômalos, confirmando os achados anteriores.
Através de experimentos detalhados e simulações de computador, os cientistas descobriram que o excesso de evaporação, que não podia ser explicado pela injeção de energia térmica, era de fato causado pela luz. Os fótons de luz afetavam as moléculas de água na superfície, “afrouxando” suas ligações. Esse fenômeno ocorreu apenas na camada limite entre a água e o ar, na superfície do hidrogel em seus experimentos, mas é plausível que também ocorra na natureza, como na superfície do mar, nas gotículas de nuvens ou mesmo na neblina.
Os pesquisadores realizaram testes para atingir a mesma taxa de evaporação – o dobro do esperado – usando eletricidade para aquecer o material, sem exposição à luz. No entanto, mesmo com a mesma entrada de energia térmica, a quantidade de água evaporada nunca ultrapassou o limite térmico, confirmando que a luz era a causa da evaporação adicional.
Agora, após descreverem esse efeito fotomolecular, os cientistas estão explorando maneiras de aplicá-lo em situações do mundo real, como na modelagem climática e sistemas de dessalinização. A fase de evaporação desses sistemas pode ser otimizada com o uso da luz solar, o que pode resultar em sistemas mais eficientes e econômicos, com taxas de evaporação duplicadas ou até triplicadas.
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