Descobrem um fenômeno surpreendente que revoluciona o que sabíamos sobre a evaporação da água

Em uma descoberta científica que desafia as noções convencionais, uma equipe de pesquisadores do MIT revelou um fenômeno surpreendente: a luz pode induzir a evaporação da água sem a necessidade de calor, abrindo novas possibilidades em campos que vão da climatologia à dessalinização.

O mistério começou quando alguns cientistas notaram que a água usada em experimentos contendo um material esponjoso, conhecido como hidrogel, estava evaporando a uma taxa consideravelmente maior do que a quantidade de calor recebida poderia explicar.

Então a equipe do MIT decidiu investigar minuciosamente a causa, concluindo que: “Sob certas condições, na interface onde a água encontra o ar, a luz pode causar diretamente a evaporação sem a necessidade de calor e, de fato, fazendo de forma mais eficiente do que o calor”, explicaram os especialistas.

Esta descoberta pode ter um impacto significativo na compreensão do nevoeiro e da formação de nuvens e pode levar a melhorias substanciais na precisão dos modelos meteorológicos. Além disso, poderá transformar os processos industriais, especialmente na dessalinização de água através da energia solar, oferecendo alternativas mais eficientes.

Experimento de hidrogel

As recentes descobertas são intrigantes porque a água, por si só, não absorve luz de forma significativa. Isto é evidenciado pela capacidade de ver claramente através de várias camadas de água limpa, revelando a superfície abaixo. Na sua busca para compreender o processo de evaporação solar para fins de dessalinização, a equipe adotou outra abordagem.

Em uma fase inicial, introduziram partículas de um material preto, conhecido pela sua capacidade de absorver luz, em um recipiente com água. O objetivo era transformar a luz solar em calor, etapa comumente utilizada em processos de evaporação. Porém, os resultados não foram compatíveis com o que observaram.

A reviravolta inesperada ocorreu quando se depararam com os resultados de outro grupo de pesquisadores que alcançou uma taxa de evaporação que dobrou o limite térmico. Nestes experimentos, a água foi combinada com um material denominado hidrogel. Foi aí que começaram a suspeitar que o excesso de evaporação estava a ser causado pela própria luz: que os fótons de luz estavam, na verdade, arrancando feixes de moléculas de água da superfície da água. Este efeito ocorreria apenas na camada limite entre a água e o ar, na superfície do material hidrogel e talvez também na superfície do mar ou na superfície de gotículas de nuvens ou neblina.

Apesar da descrença inicial, os pesquisadores Chen e Tu decidiram realizar seus próprios experimentos com hidrogéis, mesmo utilizando um fragmento do material do grupo anterior. Chen ressalta: “Testamos em nosso simulador solar e funcionou”. Esta confirmação de uma taxa de evaporação excepcionalmente elevada levou os pesquisadores a aceitar as descobertas do outro grupo. A partir daí, Chen e Tu começaram a fabricar e testar seus próprios hidrogéis.

Eles submeteram a superfície da água a diferentes cores de luz em sequência e mediram a taxa de evaporação. Fizeram isso colocando um recipiente de hidrogel carregado com água em uma balança e medindo diretamente a quantidade de massa perdida por evaporação, além de monitorar a temperatura na superfície do hidrogel. As luzes foram protegidas para evitar a introdução de calor adicional. Os pesquisadores descobriram que o efeito variava com a cor e atingia o pico em um determinado comprimento de onda da luz verde. Esta dependência da cor não está relacionada com o calor e, portanto, apoia a ideia de que é a própria luz que causa pelo menos parte da evaporação.

Tendo identificado este efeito até então desconhecido, que chamaram de efeito fotomolecular, os pesquisadores estão trabalhando em como aplicá-lo às necessidades do mundo real.