A synchrotron X-ray study of competing undulation and electrostatic interlayer interactions in fluid multimembrane lyotropic phases

Abstract

2014I1 a récemment été mis en évidence, en utilisant une méthode de diffraction des rayons X, le rôle prédominant des interactions d'ondulation lors de la dilution par du dodécane d'une phase lamellaire d'un mélange quaternaire lyotrope [1]. Afin d'étudier la compétition entre les interactions d'ondulation et les forces électrostatiques, nous avons étudié l'effet de la dilution avec, soit de l'eau, soit de la saumure (~ 0,5 mole. 1-1 NaCl), sur les interactions d'une phase lamellaire L03B1. Dans ces deux cas, la membrane chargée négativement est composée de Dodecyl Sulfate de Sodium (SDS) et de pentanol. Un montage de rayons X haute résolution, nous permet de mesurer, en fonction de la distance de séparation entre membranes (d), l'exposant ~(d) qui caractérise la loi de puissance du facteur de structure obtenue en rayons X. Cet exposant ~ est directement relié aux interactions entre membranes. Nous avons établi que les interactions électrostatiques à longue portée dominent lors de la dilution par de l'eau. Lors de la dilution par de la saumure, l'adjonction de sel réduit la longueur de Debye (03BBD/d~ 1). Dans ce cas où les interactions électrostatiques sont à courte portée, les interactions d'ondulation dominent de nouveau avec ~(d) = 1,33(1-03B4/d)2 (03B4 est l'épaisseur de la membrane), fonction qui sature à une valeur constante à large distance d conformément aux prédictions de la théorie d'Helfrich [4].

Small Angle X-ray Scattering and Electron Spin Resonance Spectroscopy Study on Fragrance Infused Cationic Vesicles Modeling Scent-Releasing Fabric Softeners

“…This complicated behavior seems to indicate that in terms of η , a most hydrophilic l-menthol has the highest efficiency for liquefying the cationic bilayer membranes among the investigated fragrance components. If the membranes are stabilized almost exclusively by electrostatic interactions, small values of η ≈ 0.1 are expected 15,16,25,26 . For the present industrially relevant cationic systems, we obtain η 1, which, strictly speaking, seems to be already beyond the application limit of the modified Caillé model.…”

“…Furthermore, many of these products are thermodynamically unstable though they are to be equipped with sufficiently long temporal stability. Here, we have investigated structural details of cationic vesicles prepared from TEQ surfactant comprising mono-, di-, and tri-ester components, in which we use cryogenic transmission electron microscopy cryo-TEM 28 30 , small angle X-ray scattering SAXS 15,16,20,25,26,27 , and electron spin resonance ESR spectroscopy 31 39 . The major component of the TEQ surfactant is di alkyl fatty ester quaternary ammonium methosulfate.…”

Phase Behavior of Ionic Microemulsions

“…That the swelling is limited may be due to local Van der Waals attractions where two fluctuating interfaces come close together and the relatively weak attractions are reinforced by small separations and a large area. However, both theoretical [32] and experimental [33] work indicate that due to undulations of the surfactant layers, the net interactions are in general repulsive rather than attractive. A rather successful phenomenological theory [34] considers middle phase microemulsions as ensembles of non-interacting monolayers.…”

Rheophysics of Lamellar Phases

“…This phase corresponds to layers of water surounded with surfactant separated with dodecane. It is stabilized by undulation interactions [7]. Using Couette cells and different techniques, we have shown that a shear diagram can be described corresponding to different orientations of the smectic layers respecting the flow field [5] (see Fig.…”