John Smith / iStock
Suyun Isı Olmadan Buharlaşması Mümkün Olabilir mi?
Su, sıvı bir madde olarak bilinir ve buharlaşma sırasında ısı alışverişi gerçekleşir. Ancak son yapılan bilimsel çalışmalar, belirli koşullar altında su moleküllerinin çevrelerinden ısı almadan da buharlaşabileceğini ortaya koymuştur.
Son yıllarda yapılan araştırmalarda, hidrojellerin içinde tutulan suyun, beklenenin çok üzerinde bir hızda buharlaştığı gözlemlenmiştir. Bu durumun nasıl gerçekleştiğini açıklamaya çalışan bilim insanları, buharlaşmanın ışık etkisiyle olabileceği sonucuna varmıştır.
Araştırmacılar, hidrojellerdeki suyun buharlaşmasını çeşitli koşullar altında incelemişlerdir. Elde edilen sonuçlardan önemlilerinden biri, ışığın rengine bağlı olarak hidrojeldeki suyun buharlaşma hızının değişmesidir. Bu sonuç, buharlaşma hızının ısı etkisiyle açıklanamayacağını göstermektedir. Ayrıca, değişkenler aynı tutulduğunda yapılan deneylerde, elde edilen sonuçlar kuramsal tahminlerle uyumlu hale gelmiştir. Bu da ışığın buharlaşmayı artıran bir etkiye sahip olduğu düşüncesini doğrulamaktadır.
Hidrojellerdeki suyun ışık etkisiyle buharlaşması oldukça şaşırtıcı bir durumdur. Çünkü hem su hem de hidrojeller, ışığı çok az emerler. Bir gölün yüzeyine yukarıdan baktığınızda, derinliklerini görebilirsiniz çünkü su, ışığı çok az emer. Benzer şekilde, hidrojellerin de ışığı emme oranı düşüktür. Ancak elde edilen sonuçlar, bu iki malzemenin bir araya geldiğinde beklenenden farklı bir şekilde, hidrojelin yüzeyindeki su moleküllerinin ışıktan aldıkları enerjiyle buharlaşabildiğini göstermektedir.
Fotonlar, atomlardan elektron kopararak fotoelektrik olay olarak adlandırılır. Yeni keşfedilen fotomoleküler olay ise fotonların sıvılardan moleküller kopararak benzer bir etkiye sahiptir.
Fotomoleküler olayın farklı alanlarda kullanılabileceği düşünülmektedir. Örneğin, tuzlu suların tatlı suya dönüştürülmesi sürecinde ilk aşama, suyun ısıtılarak buharlaştırılmasıdır. Fotomoleküler olay sayesinde bu süreç daha verimli hale getirilebilir. Ayrıca, ortamdaki nemi almak için kullanılan kurutucu malzemelerde de fotomoleküler olaydan yararlanılabilir.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Dr. Yaodong Tu ve ekibinin Prof. Dr. Gang Chen liderliğinde gerçekleştirdiği araştırma sonuçları, Proceedings of The National Academy of Sciences (USA) dergisinde yayımlanmıştır.
Bu Bilgiler Ne İşimize Yarayacak?
Son yapılan araştırmalar, su moleküllerinin belirli koşullar altında çevrelerinden ısı almadan da buharlaşabileceklerini göstermektedir. Bu bilgi, daha verimli su arıtma sistemlerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir ve nem alma süreçlerinde kullanılan kurutucuların etkinliğini artırabilir.