Sonneneinstrahlung und die Verdunstung von Wasser

„Strahlung stellt eine elektromagnetische Schwingung dar, die partiell ein schwingendes elektrisches Feld beinhaltet', erläutert Jun Liu, ein Mitarbeiter von Raza. „Sobald dieses Feld präsent ist, evaporiert Wasser überaus rasch. Je intensiver das elektrische Feld dabei ausfällt, umso zügiger vollzieht sich dieser Prozess.' Folglich wurde von der Forschergruppe um Liu und Raza durch umfangreiche Computer-Simulationen ermittelt, dass ebenjenes elektrische Feld des solaren Lichts, ungeachtet der reinen Aufheizung, die notwendige Energie für den Zustandswechsel von Wasser bereitstellt. Obwohl die thermische Energie der solaren Strahlung ebenfalls zur Evaporation beiträgt, könnte sie allein keineswegs eine derart ausgeprägte Freisetzung bewirken. 

Gruppenweises Evaporieren von Wassermolekülen

Indes, wie agiert besagtes Feld der ankommenden Strahlung exakt in Bezug auf die Wassermoleküle? Liu teilt mit, dass sie ermittelt haben, wie das schwingende elektrische Feld der Sonnenstrahlung ausgesprochen effektiv in der Fähigkeit ist, Wassermolekülansammlungen aufzubrechen. Wassermolekülgruppierungen repräsentieren Ansammlungen zahlreicher Wassermoleküle, welche zwar miteinander assoziiert sind, jedoch an der Grenzfläche zum Wasser als eigenständige Einheiten vom übrigen flüssigen Aggregatszustand separiert werden können.

Das elektromagnetische Feld der Solarenergie versetzt die Wassermoleküle in Schwingung und Rotation, wodurch die Dissoziation umfangreicher Agglomerationen in geringere Gruppierungen sowie deren anschließende Sezession gefördert wird. Das Extrahieren einer derartigen Molekülansammlung aus dem Zusammenhang des flüssigen Mediums beansprucht dabei die exakt gleiche Menge an photonischer Energie, wie das Zerbrechen einer einzelnen Moleküleinheit. Mit vergleichbarem Energieeinsatz wechselt jedoch eine höhere Anzahl von Wassermolekülen simultan in den Wasserdampfzustand über, was eine Erhöhung der Evaporationsgeschwindigkeit zur Folge hat.

Die Forschungsgruppe erläutert, dass diese Erscheinung als „photomolekularer Effekt' benannt wird. Infolge dessen erweist sich die Sonne als derart wirkungsvoll bei der Wasserseparation und Evaporation an den Oberflächen von aquatischen Systemen. (Materials Horizons; 2025; doi: 10.1039/D5MH00353A) 

Ursprung der Informationen: North Carolina State University

Veröffentlichungsdatum: Vierter Juli des Jahres 2025 - Verfasserin: Claudia Krapp

Kategorien:CLusterelektrisches FeldEnergieSonneSonnenenergieSonnenlichtVerdampfenverdunstenVerdunstungWärmeWasserWasserdampf

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