प्रकाश, न केवल गर्मी, पानी के वाष्पीकरण का कारण बन सकता है
हरी बत्ती का अर्थ है “जाओ।” यह बात वाष्पित होने वाले पानी के अणुओं पर भी लागू हो सकती है।
शोधकर्ताओं ने नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की 7 नवंबर की कार्यवाही में रिपोर्ट दी है कि दिखाई देने वाली रोशनी, विशेष रूप से हरे रंग की, पानी को वाष्पित करने के लिए प्रेरित कर सकती है। एमआईटी के मैकेनिकल इंजीनियर गैंग चेन और सहकर्मियों का कहना है कि प्रयोगों में, दृश्य प्रकाश के तहत वाष्पित होने वाले पानी ने केवल गर्मी के आधार पर संभव से अधिक उच्च वाष्पीकरण दर दिखाई।
वे कहते हैं, अन्य अवलोकनों के साथ मिलकर, खोज से पता चलता है कि जब प्रकाश पानी पर चमकता है, तो प्रकाश के व्यक्तिगत कण, या फोटॉन, पानी के अणुओं को जोड़ने वाले बंधनों को तोड़ सकते हैं, जिससे अणुओं के समूह हवा में निकल जाते हैं।
जर्मनी के मेन्ज़ में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर पॉलिमर रिसर्च के रसायनज्ञ युकी नागाटा कहते हैं, “यह बेहद रोमांचक चीज़ है, जो शोध का हिस्सा नहीं थे।” उन्होंने नोट किया कि परिकल्पना को अतिरिक्त जाँच की आवश्यकता है। “हम 100 प्रतिशत निश्चित नहीं हैं कि यह वास्तव में तंत्र है,” वे कहते हैं। लेकिन अगर ऐसा है, तो यह “पूरी तरह से नया” है।
आम तौर पर, गर्मी के कारण वाष्पीकरण होता है, जिससे तरल में पानी के अणु अधिक तीव्रता से हिलते हैं। वह अतिरिक्त ऊर्जा तरल में अणुओं के बीच के कुछ बंधनों को तोड़ सकती है, जिससे अणु जल वाष्प के रूप में बाहर निकल सकते हैं। कितनी गर्मी अंदर जाती है, इसके आधार पर वैज्ञानिक अपेक्षित वाष्पीकरण की मात्रा की गणना कर सकते हैं। दृश्यमान प्रकाश अपने द्वारा प्रदान की गई गर्मी के कारण पानी को वाष्पित करने में मदद कर सकता है
नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने झरझरा हाइड्रोजेल में मौजूद पानी पर प्रकाश डाला, ऐसी सामग्री जो लालच से पानी सोख लेती है। प्रस्तावित प्रभाव वहां होता है जहां हवा पानी से मिलती है, और शोधकर्ताओं ने जिन हाइड्रोजेल का अध्ययन किया है उनमें असंख्य क्रेनियां होती हैं जहां दोनों मिलते हैं, जिससे पानी साफ हो जाता है और बाहर निकल जाता है। कुछ मामलों में, वाष्पीकरण दर गर्मी के आधार पर अपेक्षा से दोगुनी से भी अधिक थी। इसके अलावा, वाष्पीकरण दर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के साथ भिन्न होती है। हरी रोशनी ने उच्चतम वाष्पीकरण दर उत्पन्न की।
थर्मोडायनामिकिस्ट जेनेट ए.डब्ल्यू. का कहना है कि तरंग दैर्ध्य पर निर्भरता शोधकर्ताओं की परिकल्पना के लिए ठोस समर्थन है। कनाडा के एडमॉन्टन में अलबर्टा विश्वविद्यालय के इलियट। “यदि आप किसी चीज़ पर बस [दृश्यमान] प्रकाश डालते हैं, तो आपको कैसे पता चलेगा कि यह प्रकाश है या प्रकाश से निकलने वाली गर्मी जो आपका काम कर रही है? लेकिन अगर यह तरंग दैर्ध्य पर निर्भर है… तो यह सबूत है कि इसका प्रकाश वाला हिस्सा मायने रखता है। इसके अतिरिक्त, वह कहती हैं, जब प्रकाश के स्थान पर हीटर का उपयोग किया गया तो अतिरिक्त वाष्पीकरण नहीं हुआ।
जब गर्मी वाष्पीकरण को बढ़ाती है, तो अणु आम तौर पर एक समय में एक से बच जाते हैं। लेकिन हाइड्रोजेल के ऊपर वाष्प के तापमान के माप से पता चलता है कि जब प्रकाश वाष्पीकरण को चला रहा होता है, तो पानी के अणु समूहों में बच जाते हैं। फिर गुच्छे स्वयं वाष्पित हो जाते हैं, अलग-अलग पानी के अणुओं में टूट जाते हैं, इस प्रक्रिया में वाष्प ठंडा हो जाता है।
सामान्य तौर पर, मापा गया वाष्प तापमान हाइड्रोजेल के करीब अधिक था, जैसे उबलते पैन के ठीक ऊपर भाप सबसे गर्म होती है। लेकिन सतह से लगभग 8 से 14 मिलीमीटर के बीच वाष्प की जेब में, तापमान ऊंचाई के साथ बदलता नहीं था। शोधकर्ताओं का कहना है कि, यह एक ऐसे क्षेत्र का प्रमाण है जहां हवा अलग-अलग पानी के अणुओं से संतृप्त होती है, और जहां क्लस्टर लगातार वाष्पित होते हैं और पुन: संघनित होते हैं।
इलियट कहते हैं, “यह काफी आश्वस्त करने वाली बात है कि, इस विशेष प्रायोगिक सेटअप में, आप अणुओं के गुच्छों को निकलते हुए देख सकते हैं और फिर वे गुच्छे वाष्पित हो जाते हैं।”
लेकिन, इलियट कहते हैं, “अभी भी बहुत सारे सवालों के जवाब दिए जाने बाकी हैं।” उदाहरण के लिए, शोधकर्ता इस बारे में विस्तार से नहीं बताते हैं कि फोटॉन कैसे बंधन तोड़ सकते हैं या यह हरी रोशनी के साथ सबसे अच्छा काम क्यों करता है।
चेन स्वीकार करते हैं कि सैद्धांतिक व्याख्या में कुछ हाथ हिलाना शामिल है। फिर भी, उन्हें उम्मीद है कि इस प्रभाव को व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उपयोग में लाया जा सकता है, जैसे खारे पानी से ताज़ा पानी बनाने के अधिक कुशल तरीके
चेन का कहना है कि इसका प्रभाव प्रकृति में व्यापक हो सकता है, मिट्टी या पौधों जैसे झरझरा पदार्थों के पानी में, या समुद्र की सतह पर झाग में। “हमें लगता है कि यह वास्तव में दैनिक, व्यापक रूप से हो रहा है, और इसीलिए हम इसे लेकर बहुत उत्साहित हैं।”
