光分子效应：光子让水蒸发超过热极限

我们知道，水在可见光谱的吸收很弱，所以我们可以看到水是透明的，而且太阳光可以穿透很深的水层。那么，如果我们想用太阳光来加热水或者让水蒸发，我们就需要添加一些吸收材料，比如染料或者金属纳米粒子，来增强水的吸收率。这样，太阳光就可以被吸收材料转化为热能，然后传递给水，使水温升高，从而蒸发。

但是，最近有一篇论文发现了一个非常有趣的现象，就是在可见光谱下，水可以直接被光子分解，而不需要任何吸收材料或者热能。这个现象被称为光分子效应，它可以让水蒸发的速率超过热极限，甚至在没有任何吸收材料的情况下。这个效应是如何发生的呢？我们来一起看看。

论文的作者使用了一种叫做聚乙烯醇（PVA）的水凝胶作为实验材料。水凝胶是一种含有大量水分的高分子材料，它的特点是可以保持一定的形状，而不会流动。水凝胶的吸收率和水差不多，都很低，所以它们在可见光下都是透明的。作者将水凝胶放在一个玻璃板上，然后用太阳光或者可见光发光二极管来照射它们，同时测量它们的蒸发速率和温度。

作者发现，当水凝胶被光照射时，它们的蒸发速率远远超过了热极限，即使没有添加任何吸收材料。热极限是指在给定的环境温度和湿度下，水的最大蒸发速率，它由水的表面张力、潜热和饱和蒸汽压决定。作者还发现，水凝胶的温度并没有明显升高，而且蒸发的水蒸气的光谱显示了水团簇的特征。水团簇是指由几个水分子通过氢键连接而成的分子集合，它们的性质和单个水分子有所不同。这些结果表明，水凝胶中的水分子并不是通过热能来蒸发的，而是通过光子的作用直接从水凝胶表面分离出来的，这就是光分子效应。