MIT remet en question compréhension évaporation
Nous comprenons couramment que l’eau s’évapore avec l’augmentation des températures, mais les chercheurs ont dévoilé un autre élément critique. Cette révélation pourrait démystifier des énigmes atmosphériques durables et ouvrir la voie à de futures avancées technologiques.
La percée de l’équipe du MIT révèle que la lumière visible peut déloger les molécules d’eau à l’interface air-eau, les faisant s’échapper dans l’air. En essence, tandis que les fluctuations de température ont historiquement entraîné l’évaporation, les faisceaux lumineux seuls peuvent également inciter l’eau à se transformer en vapeur.
Les chercheurs ont nommé ce phénomène l’« effet photomoléculaire », faisant des parallèles avec l’effet photoélectrique décrit par Einstein en 1905, où les particules de lumière peuvent libérer des électrons des atomes lorsqu’elles les touchent.
Xiulin Ruan, professeur de génie mécanique à l’Université Purdue qui n’a pas participé à l’étude du MIT, a commenté cette découverte publiée dans le journal PNAS, déclarant : « La révélation que la lumière, plutôt que la chaleur, peut entraîner l’évaporation offre des aperçus révolutionnaires sur les interactions entre la lumière et l’eau. »
Il a en outre expliqué : Cela pourrait améliorer notre compréhension de la manière dont la lumière du soleil interagit avec les sources d’eau naturelles comme les nuages, le brouillard et les océans, influençant le temps et le climat.
De plus, cela présente des applications pratiques prometteuses, telles que la désalinisation de l’eau à haut rendement alimentée par l’énergie solaire. Bien que de telles découvertes révolutionnaires puissent rencontrer un scepticisme initial, elles ont souvent besoin de temps pour être acceptées par la communauté scientifique.
Dévoiler une énigme
Bien que la différence entre l’évaporation induite par la lumière et celle induite par la chaleur puisse sembler subtile, les chercheurs estiment qu’elle pourrait influencer de manière significative les projets futurs basés sur l’évaporation.
De plus, cela pourrait aider à résoudre les divergences de longue date liées à la formation des nuages.
En résolvant une énigme ancienne, les mesures sur la manière dont les nuages absorbent la lumière du soleil montrent systématiquement qu’ils en absorbent plus que ce que la physique permet traditionnellement. L’effet photo moléculaire, induisant une évaporation inattendue, pourrait offrir le chaînon manquant de ce mystère.
Vérification double
Les chercheurs du MIT étaient tellement intrigués par la découverte de l’évaporation induite par la lumière qu’ils ont mené 14 expériences supplémentaires pour confirmer leurs résultats.
En utilisant la lumière laser, ils ont découvert que l’évaporation la plus significative se produisait lorsque la lumière, polarisée d’une manière spécifique connue sous le nom de polarisation magnétique transversale, frappait la surface de l’eau à un angle de 45°.
De manière surprenante, l’effet le plus fort a été observé avec la lumière verte, bien qu’il s’agisse de la couleur qui interagit le moins avec l’eau, la rendant transparente en apparence.
Shannon Yee, professeure agrégée de génie mécanique au Georgia Tech et non impliquée dans l’étude, a commenté les résultats : « Les observations de l’étude introduisent un nouveau mécanisme physique qui change fondamentalement notre compréhension de la cinétique de l’évaporation.
Il est surprenant que nous découvrions encore de nouveaux aspects de quelque chose d’aussi commun que l’évaporation de l’eau.
Des entreprises ont montré un intérêt à exploiter l’effet photomoléculaire pour diverses applications, telles que le séchage du papier dans les usines et l’évaporation du sirop. Cependant, les chercheurs estiment qu’une exploration plus poussée pourrait considérablement élargir les utilisations potentielles de ce phénomène.
“Cette découverte a des implications importantes, mais nos expériences initiales ne font que gratter la surface”, note Gang Chen, professeur de génie énergétique au MIT et co-auteur de l’étude.
“Comprendre pleinement et quantifier cet effet nécessite des expérimentations approfondies. Nous devons approfondir les propriétés de l’eau et explorer son application à d’autres substances, y compris les liquides et les solides.”
Lisez l’article original sur : New Atlas
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