利用光似乎可以使水分蒸发超过热极限。

麻省理工学院(MIT)的研究人员相信，他们做出了一个不同寻常且令人惊讶的发现：光似乎能够在没有热量参与的情况下蒸发水分。

该团队有兴趣提高海水淡化效率——通过蒸发去除水中的盐和矿物质，然后将蒸汽冷却成液体。他们使用黑色吸光材料放入水中，以帮助加快加热过程。和往常一样诅咒牛顿，他们受到许多物理原理的阻碍，在这种情况下是热极限，这是考虑到能量守恒定律等物理原理，给定输入的热量应该发生多少蒸发。

然而，近年来，其他团队报告的蒸发率超出了这一极限。在一个实验中，水被包裹在水凝胶中(一种能容纳大量水分的三维不溶于水聚合物链网络)，蒸发率是热极限的两倍。尽管持怀疑态度，但这个团队还是决定自己做实验，包括测试之前研究人员提供的材料。

“我们在太阳能模拟器下测试了它，它真的有效，”机械工程教授Gang Chen在一份新闻稿中说。“所以，我们现在相信他们了。”

从这里开始，他们开始测试他们自己的水凝胶。他们假设光的光子正在敲打水面上的水分子，于是他们开始将这些水凝胶暴露在不同波长的光线下，精确测量蒸发损失的液体量。果然，他们又一次超过了热极限，最有效的蒸发发生在特定波长的绿光下。在没有光照的相同实验中，用电加热材料，蒸发率没有超过热极限。

“我们通过引入以下假设来解释这些观察结果：可见光谱中的光子可以由于大的电场梯度和分子簇上的四极力而使水簇脱离表面，”该团队在他们的论文中写道。“我们将光诱导的蒸发过程称为光分子效应。”

水不会吸收太多光，水凝胶也不会吸收太多光，但两者结合后，在不添加染料辅助吸收的情况下，它们就成为了很好的吸收剂，陈在新闻稿中解释道，这有助于产生这种效果。

它可能会有实用的实际应用，包括改善海水淡化，使其成本更低。除此之外，如果水在光照下蒸发，可能会影响气候模型，并通过在未来纳入这些模型来改进它们。

该研究发表在《应用物理科学》上。

本文译自 IFLScience，由 BALI 编辑发布。

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