Može li svjetlost isparavati vodu bez zagrijavanja? Novi pokus vraća raspravu na početak

Može li svjetlost izravno isparavati vodu, bez toga da je najprije zagrije? Ideja je posljednjih godina privukla pažnju jer bi mogla utjecati na razumijevanje oblaka, klimatskih procesa i tehnologija desalinizacije. Nova studija molekularnih fizičara, međutim, nije pronašla mjerljiv dokaz takvog učinka u ravnoj granici između vode i zraka.

Istraživači s Instituta Max Planck za istraživanje polimera pokušali su ponoviti uvjete ranijih eksperimenata koji su poduprli takozvani fotomolekularni učinak. Prema toj hipotezi, vidljiva bi svjetlost mogla izravno mijenjati ponašanje molekula na površini vode. Tim je koristio plavu, zelenu i crvenu svjetlost te promatrao razinu vode dok je osvjetljenje bilo uključeno i isključeno.

Brzinu isparavanja odredili su izravnim mjerenjem koliko se površina vode spušta. Pokusi su provedeni u različitim uvjetima vlažnosti, a kut upada lasera bio je sličan onome u ranijim istraživanjima. Pri intenzitetima usporedivima sa Sunčevim zračenjem nisu pronašli promjenu koja bi pokazala da svjetlost ubrzava isparavanje na ravnoj površini.

Zatim su otišli korak dalje i ispitali molekule u samom površinskom sloju. Posebna vibracijska metoda osjetljiva je na najgornja dva ili tri sloja vode, gdje se nalaze veze između atoma kisika i vodika. Mjerenja nisu pokazala promjenu u orijentaciji, jačini veza ili lokalnom električnom okruženju molekula nakon osvjetljavanja.

Najzanimljiviji test uključivao je vrlo snažne, ultrakratke impulse vidljive i bliske infracrvene svjetlosti. Njihov je vršni intenzitet bio više od deset milijardi puta veći od Sunčeva, ali trajali su samo jednu do tri pikosekunde. Čak ni takav bljesak nije mjerljivo promijenio vodikove veze na površini vode.

Autori ne tvrde da su svi raniji pokusi pogrešni. Razlika bi mogla biti u materijalu i načinu mjerenja. Prethodne su studije koristile kapljice, hidrogelove ili porozne strukture, u kojima svjetlost može zagrijavati materijal, raspršivati se, stvarati lokalne promjene ili fizički pomicati površinu. Takvi se učinci mogu prikazati kao promjena isparavanja ako se ne mjeri izravno.

Nova studija zato ne zatvara raspravu, nego postavlja granice onoga što se može tvrditi. U ravnoj površini čiste vode, u ispitanim rasponima valnih duljina, intenziteta, vlage i vremena, svjetlost nije promijenila brzinu isparavanja. Ako se u složenim materijalima pojavi jače isparavanje, ono bi moglo biti posljedica zagrijavanja ili geometrije, a ne potpuno novog fizikalnog procesa svojstvenog samoj vodi.

Rezultat je važan i zbog znanstvene metode. Atraktivna hipoteza može otvoriti zanimljive mogućnosti za desalinizaciju ili prikupljanje vode, ali tek izravna mjerenja i neovisno ponavljanje pokusa mogu pokazati je li učinak stvaran. U ovom slučaju voda je, barem zasad, ostala jednako tvrdoglava kao i prije.