膠束

膠束（micelle）又稱膠團、微胞、微團，是表面活性劑在溶液中的濃度到達及超過臨界膠束濃度CMC後，其分子或離子自動締合成的膠體大小的聚集體質點微粒，這種膠體質點與離子之間處於平衡狀態。漢語膠束的束，是「小捆、一把」的意思，因其不一定呈球（團）狀，隨濃度不同亦可為棒狀、層狀、塊狀。

磷脂分子在水溶液中形成的膠束的示意圖。

單個表面活性劑分子在溶於水後，完全被水分子包圍，分子中的親水基團有被水吸引的趨勢，而親油基團則被水排斥，因此表面活性劑分子佔據溶液表面，在表面吸附，將其親油基團伸向空氣。這種表面吸附達到飽和後，如果表面活性劑的濃度繼續增加，則溶液內部的表面活性劑分子將採取另一種對水進行排斥的方式，即分子中的長鏈親油基團通過分子間吸引力相互締合，自身相互抱成團，而親水基團則伸向水中，與水分子結合，形成聚集體，即膠束。

膠束一般為球、柱、片等形狀，其結構問題至今仍未完全搞清。從實驗數據可知，當表面活性劑溶液的濃度達到一定值後膠束開始形成，濃度越大形成的膠束越多。膠束開始明顯形成時溶液中表面活性劑的濃度稱為臨界膠束濃度（Critical micelle concentration），記作CMC。臨界膠束濃度是表面活性劑的重要參數之一，它可以通過理論推算，也可以通過表面張力法、電導法、折光指數法和染料增溶法等來測定。

在臨界膠束濃度前後，表面活性劑濃度的許多物理性質，如電導率、滲透壓、光學性質、去污能力、表面張力等，都發生顯著變化，故在使用表面活性劑時必須超過CMC值，才能充分發揮表面活性劑的性能。多數表面活性劑的CMC值在0.001－0.02 mol/L左右。

在離子型表面活性劑的溶液中，單個表面活性劑離子與膠束之間可以形成平衡，該平衡受表面活性劑的濃度影響，當濃度較小時，溶液中主要是單個表面活性劑離子；當濃度較大或接近CMC時，溶液中將有少量膠束，如二聚體或三聚體等；當濃度10倍於CMC或更大時，膠束一般不是球形。

歷史

1912年，布里斯托大學的James William McBain在大量實驗數據的基礎上提出，表面活性劑濃度大到一定程度後出現的反常現象，是由於表面活性劑離子或分子締合成膠體大小的聚集體所導致的。^[1]G. S. Hartley在其所著的「Paraffin Chain Salts, A Study in Micelle Formation」一書中首先用Micelle一詞來形容表面活性劑分子或離子形成的此類聚集體。^[2]

Micelle 一般讀作 /maɪˈsɛl/（"my sell"），複數為 micelles；又拼作 micella，讀作 /maɪˈsɛlə/，複數為 micellae；其語源自拉丁字 mica，「顆粒」之義，加上指小詞綴 ‑elle，表示「微小顆粒」。

參見

• 表面活性劑
• 臨界膠束濃度
• 磷脂雙分子層

參考資料

1. McBain, J. W., Trans. Faraday Soc. 1913, 9, 99.
2. Hartley, G. S. Aqueous Solutions of Paraffin Chain Salts, A Study in Micelle Formation. Paris: Hermann et Cie. 1936.