מיצלה

מיצלה (באנגלית Micelle) היא צבר של מולקולות גדולות עם תכונות אמפיפטיות, מולקולות שיש בהן אזורים שנמסים היטב במים ואזורים דוחי מים. תערובת של מיצלות בתוך ממס נקראת קולואיד. מיצלה היא דוגמה למבנה שנוצר באופן ספונטני על ידי חומרים פעילי שטח.   
בתערובת מימית, מיצלה טיפוסית תהיה בעלת מבנה שבו הראשים ההידרופילים באים במגע עם הסביבה המימית, בעוד הזנבות ההידרופובים מופנים כלפי מרכז המיצלה. בממסים אורגניים לא פולריים יהייה מצב הפוך, הראשים ימוקמו כלפי מרכז המיצלה והזנבות כלפי חוץ. סידור מרחבי נפוץ הוא כדורי, צורות אפשריות נוספות הן של אליפסה, גליל ודו-שכבה . הצורה והגודל של המיצלה תלויים בגאומטריה של המולקולות המרכיבות אותה, וכן במאפייני התמיסה שבה היא נבנית כמו ריכוז, טמפרטורה, pH וחוזק יוני. תהליך יצירת המיצלה נקרא מיצליזציה 
(Micellisation), דוגמה לרבגוניות של תהליך זה אפשר לראות בפולימורפיזם של ליפידים, משפחה של חומרים עם מבנה אמפיפטי הבונים מגוון רחב של אגרגטים (מכונים פאזות) בהתאם לתכונות החומר והממס.

היסטוריה
היכולת של תמיסות לשמש כדטרגנט הייתה ידועה במשך מאות שנים. למרות זאת, רק בתחילת המאה ה-20 מרכיבי תמיסות אלה נחקרו בצורה מדעית. מחקר פורץ דרך בתחום זה נעשה על ידי ג'יימס ויליאם מקביין באוניברסיטת בריסטול. בשנת 1913 הוא הניח שקיימים צברים אותם כינה "יוני קולואיד" כדי להסביר את המוליכות האלקטרוליטית הטובה של תמיסת סודיום פלמיטאט. בהמשך, צברי מולקולות אלה, שהפגינו ניידות גבוהה ונוצרו באופו ספונטני בתמיסה, קיבלו את השם מיצלות, בהשאלה ממונח ביולוגי שפורסם על ידי ג.ס. הארטלי (G.S. Hartley) בספרו "מלחי שרשראות פרפין, מחקר ביצור מיצלות" (Paraffin Chain Salts, A Study in micelle Formation).

אנרגיית היווצרות המיצלות                                        
מיצלות נוצרות רק כשריכוז התמיסה גדול מ"ריכוז המיצלה הקריטי" (CMC - Critical micelle concentration), והטמפרטורה גבוהה מ"טמפרטורת המיצלה הקריטית" (Critical micelle temperature / Krafft temperature). המיצלות נוצרות ספונטנית, בגלל שיווי המשקל בין האנטרופיה והאנתלפיה. במים, האפקט ההידרופובי מהווה כוח מניע ליצירת המיצלה, זאת למרות העובדה שמולקולות אמפיפטיות, אשר מתכנסות יחד, מורידות את האנטרופיה. השפעות נוספות על היווצרות המיצלות יכולות להיגרם על ידי אינטראקציות אלקטרוסטטיות, שמתרחשות בין החלקים הטעונים בתמיסה.

מיצלות הפוכות
בממס לא פולרי החשיפה של הקבוצות ההידרופיליות לסביבת הממס אינה מועדפת מבחינה אנרגטית. במקרים אלה הראשים ההידרופילים פונים כלפי פנים, אל ליבת המיצלה, בעוד הזנבות ההידרופובים פונים כלפי חוץ. מיצלות הפוכות אלה ייווצרו פחות ופחות עם העלייה במטען קבוצות הראש, וזאת עקב היווצרות אינטראקציות לא מועדפות.

קישורים חיצוניים

 

ביוכימיה
כימיה קולואידית