與我們在小學科學課上學到的知識相反，原來使水蒸發可能並不需要熱量。麻省理工學院的科學家有了一個驚人的發現：光可以蒸發水，而且比熱更有效。這項發現可以加深我們對自然現象的理解，或促進海水淡化系統的發展。

當液體表面附近的水分子吸收了足夠的能量，以氣體–水蒸氣–的形式逸散到上方的空氣中時，就會發生蒸發。一般來說，能量來源是熱量，而在地球的水循環中，熱量主要來自陽光。

但在過去幾年中，不同的科學家小組在有關水凝膠中的水的實驗中發現了一些差異。水的蒸發速度似乎遠高於它所接觸到的熱量，有時甚至是理論最大蒸發速度的三倍。

因此，在新的研究中，麻省理工學院的科學家開始調查可能發生的情況。經過一些基本實驗後，他們懷疑是光本身導致了過量蒸發。這個想法令人吃驚，因為水其實不會吸收光–這就是為什麼如果水是乾淨的，你可以透過它看到相當深的地方。

為了真正驗證他們的假設，科學家將水凝膠樣品放在一個容器中，依次照射不同波長的光，並測量其隨著時間的推移因蒸發而損失的品質。他們對設備進行了嚴格控制，並對燈光進行了屏蔽，以防止熱量進入系統，影響結果。

果然，水的蒸發速度遠遠超過了熱極限所允許的速度。蒸發的程度似乎根據光的波長而變化，在波長為綠光時達到頂峰。這種對顏色的依賴性進一步證明了蒸發與熱量無關。

水凝膠中的水在綠光下被蒸發，發現綠光是峰值波長圖/MIT

接下來，研究人員在黑暗中重複實驗，用電向水凝膠施加與光照實驗相同的熱量。水的蒸發率仍保持在熱極限範圍內，遠低於光照下的蒸發率。

研究小組將這種新現象命名為”光分子效應”，並假設光子有可能”劈開”液體表面附近的水分子團。研究人員說，雖然迄今為止只在嚴格控制的實驗室條件下觀察到這種現象，但它也可能發生在自然界中，如雲層或海面上，不過在這些條件下，熱量可能仍在起主要作用。

研究團隊也認為，光分子效應有可能用於提高海水淡化或蒸發冷卻等系統的效率。研究人員已經獲得了一項研究經費，用於研究光分子效應在太陽能海水淡化中的應用，他們估計這樣可以將效率提高三到四倍。他們還獲得了一筆資金，用於探索這種效應是否會擾亂氣候模型。

這項研究發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）。