Estudo surpreendente revela que a luz pode evaporar água — e sem calor

A evaporação da água é um processo presente em diversos momentos, como na formação do suor humano e no orvalho da manhã.

No entanto, um recente estudo realizado por cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, sugere que nossa compreensão científica desse processo pode estar incompleta.

De acordo com a pesquisa, em certas condições, a luz pode desencadear a evaporação sem depender exclusivamente do calor, e faz isso de maneira ainda mais eficiente.

Os resultados, que saíram em 30 de outubro no periódico Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), destacam a capacidade única da luz em influenciar a evaporação.

Os cientistas do MIT iniciaram esses experimentos após teorias anteriores, onde pesquisadores notaram que a água contida em um material semelhante a uma esponja, conhecido como hidrogel, estava evaporando a uma taxa muito superior ao que poderia ser explicado pelo calor.

Em estudos do passado, a taxa de evaporação era o dobro, triplo ou até mais do que a taxa máxima teórica. A equipe do MIT identificou um desses casos, que alcançou uma marca duas vezes superior ao limite térmico.

Via Revista Galileu

Estudos comprovam

O estudo ajudou a acabar com o ceticismo nos cientistas Yaodong Tu, pós-doutorando do MIT, e Gang Chen, professor de engenharia mecânica.

Diante disso, eles submeteram os resultados a testes utilizando um simulador solar, que confirmou a alta taxa de evaporação.

Com essa confirmação, Chen e Tu decidiram criar e testar seus próprios hidrogéis. Surgiu a suspeita de que a evaporação excessiva estava sendo provocada pela luz, especialmente na camada limite entre a água e o ar, na superfície do material do hidrogel.

Esse efeito poderia ocorrer não apenas em laboratório, mas também na superfície do mar, em gotas de nuvens ou neblina.

No laboratório, os cientistas expuseram um recipiente de hidrogel contendo água a diferentes cores de luz, cuidando para evitar a geração de calor adicional.

Ainda, realizaram medições precisas da massa perdida por evaporação enquanto monitoravam a temperatura.

Assim, descobriram que o efeito variava com a cor da luz, atingindo um comprimento de onda específico de luz verde.

Ao tentar replicar a taxa de evaporação observada, utilizando a mesma configuração, mas sem luz e apenas aquecendo o material com eletricidade, a equipe não conseguiu exceder o limite térmico.

No entanto, quando simularam uma luz solar, o limite aumentou, confirmando que a causa da evaporação em excesso era a iluminação.

Aplicações práticas

Via Revista Galileu

Conforme explicado por Chen em um comunicado, a fusão entre água e hidrogel confere a eles uma notável capacidade de absorção.

Essa característica permite que o material aproveite de maneira eficiente a energia dos fótons solares, ultrapassando o limite térmico estabelecido.

Agora, os pesquisadores estão empenhados em traduzir essa relação, conhecida como efeito fotomolecular, para aplicações no mundo real.

Eles acreditam que esse processo desempenha um papel significativo na formação e evolução de neblina e nuvens. Dessa forma, sugere sua possível incorporação em modelos climáticos.

No entanto, embora os experimentos tenham sido conduzidos com água contida em hidrogel, os pesquisadores indicam que esse fenômeno pode ocorrer em diversas condições.

Além disso, essa descoberta tem o potencial de otimizar processos industriais, como a dessalinização solar da água.

Chen estima que seja viável aumentar significativamente a produção de água por meio da dessalinização solar, atualmente com limite de 1,5 kg por m², podendo alcançar três ou quatro vezes esse valor.

Ele destaca que isso poderia resultar em um método mais acessível e eficiente de dessalinização.

Em outras palavras, permitiria o acesso à mais água potável em regiões litorâneas. Esse processo se destaca no Brasil, mas pode ganhar proporções impressionantes em todo o mundo, gerando soluções para problemas de abastecimento.

Fonte: Revista Galileu

Imagens: Revista Galileu, Revista Galileu