La luce, non solo il calore, potrebbe incoraggiare l'evaporazione dell'acqua.

Il luce verde significa "via". Questo potrebbe anche applicarsi alle molecole di acqua in evaporazione.

Gli studiosi riferiscono che la luce visibile, specialmente quella di tonalità verdognola, potrebbe stimolare l'evaporazione dell'acqua nella National Academy of Sciences del 7 novembre. In esperimenti, l'acqua in evaporazione sotto luce visibile ha mostrato un tasso di evaporazione più elevato rispetto a quanto possibile basandosi solo sul calore, affermano il meccanico ingegnere del MIT Gang Chen e colleghi.

Unito ad altre osservazioni, ciò indica che quando la luce brilla sull'acqua, le singole particelle di luce o fotoni possono separare i legami che collegano le molecole di acqua, rilasciando gruppi di molecole nell'aria.

"Questo è qualcosa di super emozionante", dice Yuki Nagata, un chimico dell'Istituto Max Planck per la ricerca sui polimeri a Magonza, in Germania, che non ha partecipato alla ricerca. Egli nota che l'ipotesi necessita di ulteriori verifiche. "Non siamo sicuri al 100 percento che questo sia realmente il meccanismo", dice. Ma se lo è, è "totalmente nuovo".

Normalmente, è il calore a far iniziare l'evaporazione, facendo sì che le molecole di acqua liquida si muovano più vigorosamente. Quell'energia extra può rompere alcuni dei legami tra le molecole del liquido, permettendo alle molecole di scappare come vapore acqueo. In base alla quantità di calore inserito, gli scienziati possono calcolare la quantità di evaporazione prevista. La luce visibile può aiutare l'acqua a evaporare a causa del calore che trasmette (SN: 3/8/16). Ma fino ad ora, non si pensava che la luce potesse rompere direttamente i legami tra le molecole d'acqua.

Nuovo studio, i ricercatori hanno fatto brillare la luce sull'acqua contenuta in idrogel porosi, materiali che assorbono avidamente l'acqua. L'effetto proposto avviene dove l'aria incontra l'acqua, e gli idrogel studiati dai ricercatori contengono innumerevoli cavità dove si incontrano i due elementi, permettendo all'acqua di venir separata e fuggire. In alcuni casi, il tasso di evaporazione era più del doppio di quanto previsto dal calore. Inoltre, il tasso di evaporazione variava con la lunghezza d'onda della luce. La luce verde produceva il tasso di evaporazione più alto.

Questa dipendenza dalla lunghezza d'onda è un supporto convincente per l'ipotesi dei ricercatori, afferma la termodynamicista Janet A.W. Elliott dell'Università di Alberta a Edmonton, in Canada. "Se si fa semplicemente brillare la luce visibile su qualcosa, come si fa a sapere se è la luce o il calore della luce a fare il lavoro? Ma se dipende dalla lunghezza d'onda... è una prova che la luce stessa è importante". Inoltre, afferma, la evaporazione eccessiva non si verificava quando si utilizzava un riscaldatore invece della luce.

Quando il calore provoca l'evaporazione, le molecole normalmente sfuggono una alla volta. Ma le misure della temperatura del vapore sopra l'idrogel suggeriscono che quando la luce provoca l'evaporazione, le molecole di acqua sfuggono in gruppi. Poi i gruppi stessi si evaporano, separandosi in singole molecole d'acqua, raffreddando il vapore nel processo.

In generale, la temperatura del vapore misurata era più alta vicino all'idrogel, come il vapore acqueo è più caldo direttamente sopra una pentola in ebollizione. Ma in una tasca di vapore tra circa 8 e 14 millimetri sopra la superficie, la temperatura non variava con l'altezza. Ciò, dicono i ricercatori, è una prova di una regione in cui l'aria è satura di singole molecole d'acqua, e in cui gruppi continuano ad evaporarsi e a ricondensarsi.

"È abbastanza convincente che, in questo particolare impianto sperimentale, si possano vedere grouppi di molecole che si staccano e poi evaporano", dice Elliott.

Tuttavia, Elliott dice, "ci sono ancora molte domande a cui rispondere". Ad esempio, i ricercatori non spiegano nel dettaglio come i fotoni possano rompere i legami o perché funzioni meglio con la luce verde.

Chen ammette che la spiegazione teorica comporta un po' di speculazione. Tuttavia, spera che questo effetto possa essere utilizzato per scopi pratici, come modi più efficienti di creare acqua dolce dall'acqua salata (SN: 8/9/16).

L'effetto potrebbe essere diffuso nella natura, dice Chen, nell'acqua contenuta in materiali porosi come il suolo o le piante, o nelle schiume sulla superficie dell'oceano. "Abbiamo la sensazione che questo accada realmente quotidianamente, ampiamente, ed è per questo che ne siamo molto entusiasti".

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