Le micelle sono aggregati che si formano in fase acquosa tra specie che presentano parti idrofile e parti idrofobe. Il termine fu coniato dai botanici svizzeri Karl Nägeli e Simon Schwendener nel 1877 per descrivere aggregati molecolari o particelle cristalline di cellulosa, che essi consideravano i mattoni di cellule vegetali.
Esempi di specie che possono dar luogo alla formazione di micelle sono i sali derivanti da acidi grassi. Essi hanno una testa polare ionica costituita dal gruppo carbossilato e una lunga catena carboniosa non polare.
Il gruppo polare è idrofilo mentre la parte non polare è idrofoba o lipofila.
Di conseguenza le loro soluzioni acquose tendono a formare aggregati ordinati come micelle.
In esse i gruppi polari si orientano verso l’acqua che è una specie polare mentre le parti idrofobe verso l’interno.
Esempi di molecole che mostrano queste caratteristiche sono l’oleato di sodio e lo stearato di potassio.
Quando la concentrazione di queste molecole, dette anfipatiche, è bassa ed è dell’ordine di 10-3 M esse si comportano da elettroliti dissociandosi nei loro ioni. Questa concentrazione che varia a seconda delle specie è detta concentrazione micellare critica CMC
A concentrazioni maggiori la parte idrofoba delle molecole si allontanano dal solvente si avvicinano l’una all’altra. La parte idrofila polare invece interagisce con l’acqua. Ciò porta alla formazione di raggruppamenti aventi dimensioni delle particelle colloidali.
Ogni raggruppamento assume quindi una geometria generalmente sferica per ridurre il contatto con il solvente da parte delle parti idrofobe.
Ruolo delle micelle nei tensioattivi
I tensioattivi sono sostanze che hanno la proprietà di abbassare la tensione superficiale di un liquido, agevolando la bagnabilità delle superfici costituiti da aggregati micellari
Essi sono classificati in:
- Anionici : carbossilati, solfonati, solfati, vari
- Non ionici : etossilati eterei, etossilati esterei, etossilati ammidici, etossilati amminici
- Cationici : ammine, ammonio quaternario, altri derivati dell’azoto, vari
Le micelle quindi si respingono reciprocamente per via della repulsione elettrostatica delle parti ionizzate e ciò impedisce alle particelle di oli e grassi di riaggregarsi nuovamente mantenendole sospese nell’acqua e consentendone l’allontanamento.
Farmaci
Micelle polimeriche sono state utilizzate come vettori per la somministrazione di farmaci. Esse infatti sono ampiamente utilizzate grazie a una serie di proprietà:
- capacità di solubilizzare efficacemente una varietà di agenti farmaceutici scarsamente solubili, biocompatibilità
- longevità
- elevata stabilità