Dernière minute : ils découvrent un phénomène surprenant qui révolutionne ce que nous savions sur l'évaporation de l'eau

Dans une découverte scientifique qui remet en question les notions conventionnelles, une équipe de chercheurs du MIT a révélé un phénomène surprenant : la lumière peut induire l'évaporation de l'eau sans nécessiter de chaleur, ouvrant de nouvelles possibilités dans des domaines allant de la climatologie à la dessalinisation.

Le mystère a commencé lorsque certains scientifiques ont remarqué que l'eau utilisée dans des expériences contenant un matériau spongieux, connu sous le nom d'hydrogel, s'évaporait à un taux considérablement plus élevé que ce que la quantité de chaleur reçue pourrait expliquer.

L'équipe du MIT a donc décidé d'enquêter minutieusement sur la cause, concluant que : "Dans certaines conditions, à l'interface où l'eau rencontre l'air, la lumière peut provoquer directement l'évaporation sans nécessité de chaleur et, en fait, de manière plus efficace que la chaleur", ont expliqué les experts.

Cette découverte pourrait avoir un impact significatif sur la compréhension du brouillard et de la formation des nuages, et pourrait entraîner des améliorations substantielles dans la précision des modèles météorologiques. De plus, elle pourrait transformer les processus industriels, en particulier dans la dessalinisation de l'eau grâce à l'énergie solaire, offrant des alternatives plus efficaces.

Expérience avec l'hydrogel

Les découvertes récentes sont intrigantes car l'eau, en soi, n'absorbe pas significativement la lumière. Cela se manifeste par la capacité de voir clairement à travers plusieurs couches d'eau propre, révélant la surface en dessous. Dans leur recherche pour comprendre le processus d'évaporation solaire à des fins de dessalinisation, l'équipe a adopté une autre approche.

Dans une première phase, ils ont introduit des particules d'un matériau noir, connu pour sa capacité à absorber la lumière, dans un récipient d'eau. L'objectif était de convertir la lumière solaire en chaleur, une étape couramment utilisée dans les processus d'évaporation. Cependant, les résultats ne correspondaient pas à ce qu'ils avaient observé.

Le retournement inattendu s'est produit lorsqu'ils ont découvert les résultats d'un autre groupe de chercheurs qui avait atteint un taux d'évaporation deux fois supérieur à la limite thermique. Dans ces expériences, l'eau était combinée avec un matériau appelé hydrogel. C'est à ce moment-là qu'ils ont commencé à soupçonner que l'excès d'évaporation était causé par la lumière elle-même : que les photons de lumière arrachaient effectivement des molécules d'eau de la surface de l'eau. Cet effet ne se produirait qu'à la limite entre l'eau et l'air, à la surface de l'hydrogel, et peut-être aussi à la surface de la mer ou des gouttelettes de nuages ou de brouillard.

Malgré leur incrédulité initiale, les chercheurs Chen et Tu ont décidé de mener leurs propres expériences avec des hydrogels, en utilisant même un fragment du matériau du groupe précédent. Chen souligne : "Nous l'avons testé dans notre simulateur solaire et cela a fonctionné". Cette confirmation d'un taux d'évaporation exceptionnellement élevé a conduit les chercheurs à accepter les découvertes de l'autre groupe. À partir de là, Chen et Tu ont commencé à fabriquer et à tester leurs propres hydrogels.

Ils ont exposé la surface de l'eau à différentes couleurs de lumière séquentiellement et ont mesuré le taux d'évaporation. Ils ont fait cela en plaçant un récipient d'hydrogel chargé d'eau sur une balance et en mesurant directement la quantité de masse perdue par évaporation, en plus de surveiller la température à la surface de l'hydrogel. Les lumières ont été protégées pour éviter l'introduction de chaleur supplémentaire. Les chercheurs ont découvert que l'effet variait en fonction de la couleur et atteignait son maximum à une longueur d'onde spécifique de lumière verte. Cette dépendance à la couleur n'est pas liée à la chaleur et soutient donc l'idée que c'est la lumière elle-même qui provoque au moins une partie de l'évaporation.

Après avoir identifié cet effet jusqu'alors inconnu, qu'ils ont appelé "effet photomoléculaire", les chercheurs travaillent maintenant sur la manière de l'appliquer aux besoins du monde réel.