Misel, Ters Misel, Kritik Misel Konsantrasyonu (micelle, inverse micelle, critical micelle concentration)

Misel (micelle): Misel, sıvı dispersiyon ortamı ile süperince bir kolloid partiküldür; bir göbek (çekirdek) ve dengeleyici yüzey tabakası içerir. Misellerin boyutu ~1-100 nm’dir.

Miseller, liyofilik kolloidlerdeki (sörfaktan çözeltileri-yüzey aktif) partikülerdir. Liyofilik sollarda, bir misel bir moleküller birleşimidir (agregatlar, düzinelerce ve yüzlerce amfilik moleküller). Herbir moleküldeki hidrfobik bir radikal, polar (hidrofilik) bir gruba sabitlenir. Bir misel geliştiğinde onlarca veya yüzlerce molekül, hidrofobik radikaller bir göbek (iç element), hidrofilik gruplar ise bir miselin yüzey tabakasını oluşturacak şekilde toplanır (agregatlaşır).

Elektrolit akışkanlarla kararlı hale getirilmiş liyofilik hidrosollerde bir miselin göbeği iki tabaka zıt yüklü iyonlarla (bir elektrikli çift tabakayla) kaplanır. Dağılmoş iyon tabaka, partiküllerin yakınlaşmasını ve agregasyonu (bağlanmayı) engeller.

Ters Misel (invserse or reverse micelle): Dispersiyon ortamı organik bir sıvı ise, göbek polar gruplardan oluştuğunda ve hidrofobik radikaller içeri doğru döndüğünde, bir miselledeki moleküller ters oriyantasyonda olabilir (ters misel). Ters Misel, organik (nonpolar) bir solventte sörfaktan moleküllerinden oluşan bir miseldir; hidrofilik gruplar göbek, hidrofobik gruplar yüzey tabakasıdır.

Kritik Misel Konsantrasyonu (critical micelle concentration): Bir çözeltideki (bağımsız sürfaktan molekülleri ile dengelenmiş dengeli miseller sisteminde) gelişmeyi destekleyen sörfaktan konsantrasyonu, kritik misel konsantrasyonu (CMC) olarak tanımlanır. Kritik misel konsantrasyonu, bir çözeltideki bir sörfaktanın; üstündeki değerlerde, kararlı misellerin oluştuğu konsantrasyonudur.

Düşük konsantrasyonlarda yüzey aktif maddeler (sörfantanlar) gerçek çözeltiler formundadır. Sörfaktanın konsantrasyonu yükseltildiğinde, bir noktada kritik misel konsantrasyonuna ulaşılır ve sürfaktan, miseller halinde toplanmaya (agregasyon) başlar; bu noktada bağımsız (birleşmemiş) sörfaktan molekülleriyle termodinamik denge oluşmuştur. Çözelti seyreltildiğinde miseller kırılır, sörfaktan konsantrasyonu yükseltildiğinde yeniden ortaya çıkar. Kritik misel konsantrasyonunun üstünde sörfaktan fazlasının tümü miseller formundadır. Bir sistemde sörfaktanların çok yüksek konsantrasyonları, sıvı kristaller veya jellerin oluşumuna neden olur.


Şekil-1: Küresel misel yapı düzeni


Şekil-2: Bir ters misel



Şekil-3: (a) Bir sörfaktanın şematik yapısı, (b) arayüzde sörfaktanlar, (c) küresel misel, (d) sörfaktan konsantrasyonunun fonksiypnu olarak yüzey gerilimi