ミセル
この水ケージはクラスレートに類似した氷のような結晶構造を持っており、疎水性効果に従って特徴付けられる。脂質の溶解度は、疎水性効果に従った水構造の秩序化による不利なエントロピーの寄与によって決定される。
イオン性界面活性剤で構成されるミセルでは、溶液中で取り囲むイオン(対イオン(つい)(英語版)とよぶ)との間で静電的な引力を生じる。最も近接した対イオンは、帯電したミセルを部分的に遮蔽するが(最大92%)、ミセルの帯電の影響は、ミセルからかなり離れた周囲にある溶媒の構造に影響を与える。イオン性ミセル(ionic micelles)は、電気伝導率など、混合液の多くの特性に影響を与える。ミセルを含むコロイドに塩を加えると、静電相互作用の強度が低下し、より大きなイオン性ミセルの形成をもたらす。より正確には、これは系の水和における実効電荷の観点から見たものである。
ミセルは、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度(CMC)を超え、さらに、系の温度が臨界ミセル温度(クラフト温度)よりも高い場合にのみ形成される。ミセルの形成は、熱力学を用いて理解することができ、ミセルはエントロピーとエンタルピーとのバランスによって自発的(英語版)に形成される。水中において、界面活性剤分子の集合は、系のエンタルピーとエントロピーの両面で不利であるという事実にもかかわらず、疎水性効果がミセル形成の駆動力となる。界面活性剤の濃度が非常に低い場合、溶液中にはモノマーのみが存在する。界面活性剤の濃度が増すと、分子の疎水性尾部がクラスター化することによる不利なエントロピーの寄与が、界面活性剤尾部の周囲りの溶媒和殻が解放されることによるエントロピー増加を打ち負かすポイントに到達する。この時点で、一部の界面活性剤の脂質尾部は水から分離されなければならない。そのため、これらはミセルを形成し始めることになる。大まかに言えば、CMCを超えた場合、界面活性剤分子の集合によるエントロピーの損失は、界面活性剤モノマーの溶媒和殻に「閉じ込められた」水分子を解放することによるエントロピーの増加よりも少なくなる。また、界面活性剤の帯電部位の間で起こる静電相互作用のような、エンタルピー的な検討も重要である。