.webp)
Di kehidupan sehari-hari, penguapan terjadi saat manusia berkeringat untuk mendinginkan tubuh maupun saat embun membaur di bawah sinar matahari pagi. Studi baru-baru ini mendapati, penguapan air bisa terjadi karena cahaya, tanpa adanya panas.
Tim peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) menemukan, pada kondisi tertentu, cahaya dapat langsung menyebabkan penguapan tanpa memerlukan panas. Dalam kondisi tertentu, penguapan karena cahaya bahkan akan lebih efisien daripada panas. Temuan ini dilaporkan Yaodong Tu dan rekan-rekan di PNAS.
Menariknya, air sendiri tidak menyerap cahaya dengan kuat. Karena itu, banyak orang yang bisa melihat jelas di dalam air yang bersih ke dasarnya di kedalaman tertentu.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Fenomena penguapan karena cahaya ini diperkirakan berperan pada terbentuknya formasi serta evolusi kabut serta awan. Untuk itu, penguapan karena cahaya perlu ditelusuri lebih lanjut lewat model iklim sehingga dapat menguatkan akurasi prakiraan iklim, dikutip dari Science Daily.
Selain itu, fenomena ini juga dapat bermanfaat dalam proses industri seperti desalinasi air bertenaga surya yang lebih murah. Tu berpendapat, praktik penguapan dengan cahaya dapat menghilangkan kebutuhan mengubah energi cahaya menjadi energi panas terlebih dulu dalam proses desalinasi air.
Penguapan dengan Hidrogel
Peneliti asal MIT sebelumnya mendapati, sekelompok peneliti berhasil mencapai tingkat evaporasi dua kali lebih tinggi dari batas termal. Batas termal adalah tingkat tertinggi yang paling mungkin dicapai berdasarkan tingkat panas yang diberikan. Pada pengujian tersebut, air diikat dalam hidrogel.
Tim Tu pun mencoba menguji temuan tersebut dengan bahan hidrogel, yang sebagian besar terdiri dari air dan bahan membran mirip busa tidak menyerap cahaya. Mereka mendapati, tingkat penguapan jadi lebih tinggi seperti yang ditemukan kelompok sebelumnya.
"Kami mengujinya di bawah simulator surya kami, dan berhasil," kata Gang Chen, dosen MIT yang terlibat di studi ini.
Peneliti menyimpulkan, pada kondisi tertentu, ketika air bertemu udara, cahaya bisa mengakibatkan penguapan tanpa perlu cahaya, dan bahkan lebih efisien tanpa panas. Caranya yakni dengan menyimpan air dalam material hidrogel. Namun, kondisi lain juga mungkin dapat menghasilkan dampak senada.
Para peneliti mendapati, warna juga berpengaruh pada tingkat penguapan. Berdasarkan uji warna cahaya, efek penguapan ini mencapai puncaknya pada panjang gelombang cahaya hijau tertentu. Ini adalah bukti bahwa cahaya sendiri memiliki dampak pada penguapan, sebab panas tidak bergantung pada warna.
Uji Lanjutan: Adanya Efek Fotomolekuler
Untuk memastikan bahwa cahaya adalah penyebab utama penguapan, para peneliti mencoba mereplikasi eksperimen dengan memanaskan material secara listrik tanpa cahaya. Percobaan ini pun menunjukkan bahwa penguapan material tidak pernah melebihi batas termal. Ini menunjukkan bahwa cahaya adalah penyebab tambahan penguapan.
Penemuan ini menggabungkan dua unsur yang sebelumnya tidak dianggap berhubungan, yaitu air yang tidak menyerap banyak cahaya dan bahan hidrogel yang juga tidak menyerap cahaya. Namun, ketika digabungkan, keduanya menjadi penyerap cahaya yang efisien, dapat memanfaatkan energi foton Matahari dengan cara yang melampaui batas termal tanpa perlu menggunakan pewarna gelap atau bantuan penyerap cahaya.
Penemuan ini disebut sebagai efek fotomolekuler yang memiliki potensi besar untuk diterapkan dalam berbagai konteks. Salah satunya adalah dalam sistem desalinasi bertenaga surya.
Tu menjelaskan, sebelumnya desalinasi membutuhkan dua langkah. Langkah pertama yakni menguapkan air menjadi uap. Kedua, uap diembunkan sehingga menjadi air tawar.
Dengan penemuan ini, ada potensi untuk meningkatkan efisiensi dalam tahap penguapan. Harapannya, desalinasi air menjadi lebih murah dan efisien.
Selain itu, proses penguapan dengan cahaya juga dapat digunakan dalam aplikasi lain, seperti pengeringan bahan. Menurut Chen, praktik ini dapat meningkatkan produksi air melalui desalinasi tenaga surya hingga tiga sampai empat kali lipat dari yang saat ini dicapai.
(twu/twu)
