micelstructuur

Micelstructuur verwijst naar de organisatie van micellen in oplossingen waarin stof oplost. Micellen zijn organiserende aggregaten van amfifiele moleculen, meestal oppervlakte-active stoffen, met een apolaire kern gevormd door de in elkaar gevouwen hydrofobe staarten en een hydrofiele buitenlaag van kopgroepen. In waterige oplossingen ontstaan micellen wanneer de concentratie van de surfactant boven de kritieke micelconcentratie (CMC). Boven deze drempel wijzigen monomeren in micellen en blijven ze bestaan in evenwicht met vrije moleculen in oplossing.

Micellen kunnen verschillende vormen aannemen, afhankelijk van de surfactantstructuur en de omstandigheden. De meest voorkomende vorm is een sferische micel, maar bij bepaalde moleculaire verhoudingen en omgevingsfactoren kunnen ook staafvormige (rod-like) of wormachtige micellen ontstaan. De vorm en grootte zijn beïnvloed door de lengtes van de hydrofobe staart, de grootte van de kopgroep, de aanwezigheid van co-surfactanten en de ionische sterkte van het medium. Hogere zoutconcentraties kunnen repulsies tussen kopgroepen verzwakken, wat vaak leidt tot grotere micellen of morphologische overgangen. Temperatuur kan de dynamiek en stabiliteit van micellen veranderen.

Micellen bestaan ook in niet-waterige media: in niet-polair oplosmiddel vormen zich reverse micellen, waarbij de polaire regio in het binnenste compartiment zit. Micellstructuur is doorgaans dynamisch; de moleculen wisselen continu tussen micellen en vrije monomeren.

Toepassingen zijn onder meer reiniging, productformuleringen en medicijnafgifte, waarbij micellen dienen als drager of stabilisator voor lipofiele stoffen. Onderzoeksmethoden zoals dynamische licht scattering, SAXS, NMR en cryo-elektronenmicroscopie worden gebruikt om grootte, vorm en aggregatietoestanden te karakteriseren.