Прямые мицеллы, таким образом, имеют положительную кривизну, а обращенные мицеллы - отрицательную. Кривизна плоских пленок, например в ламелярных фазах, равна нулю. Многие биконтинуальные структур характеризуются более сложной "седлообразной" геометрией с двумя главными радиусами кривизны противоположных знаков. Большой интерес представляет случай "минимальных" поверхностей, когда средняя кривизна равна нулю.

Спонтанная кривизна варьируется от величины, обратной длине молекулы ПАВ, до соответствующего отрицательного значения. Спонтанная кривизна уменьшается при введении в молекулу ПАВ второй неполярной цепи и при уменьшении отталкивания полярных групп, т.е. при добавлении электролита в систему, содержащую ионное ПАВ.

Мицелла с солюбилизированным маслом характеризуется положительной спонтанной кривизной. Обычно пленка ПАВ между маслом и водой обладает гибкостью и областями как положительной кривизны, так и отрицательной. Фазовое поведение полярных липидов - аналогия с фазовым поведением других дифильных веществ. Полярные липиды подчиняются тем же правилам, что и ПАВ, и обнаруживают сходное фазовое поведение. На рис. были приведены структурные формулы различных липидов; очевидно, что ассоциативное поведение в воде, например, существенно неполярных триглицеридов и сильнополярных солей желчных кислот совершенно разное. Действительно, три - и диглицериды недостаточно дифильны, чтобы растворяться в воде, и формируют самоассоциированные структуры. Другой предельный случай - соли желчных кислот, которые склонны к образованию лишь очень небольших агрегатов с большой положительной кривизной. Большинство других липидов по своим свойствам располагаются между указанными крайними случаями и образуют самоассоциированные структуры различных типов, как это следует из многочисленных фазовых диаграмм. Фосфолипиды, например лецитин, как и вообще ПАВ с двумя углеводородными цепями в молекуле, склонны к образованию ламелярных фаз. Ламелярная фаза может поглощать воду и набухать. При более высоком содержании воды система расслаивается на две сосуществующие фазы: ламелярную и очень разбавленный водный раствор. Моноолеин также образует ламелярную фазу, но только в очень ограниченном интервале концентраций и температур. Эта система весьма необычна, поскольку образует биконтинуальную кубическую фазу, которая, во-первых, устойчива в широкой области концентраций и температур и, во-вторых, сосуществует с избытком воды. В двухфазной области образуется дисперсия кубической фазы.

На фазовой диаграмме системы яичный лецитин - вода преобладает ламелярная фаза, которая при большом содержании воды находится в равновесии с очень разбавленным водным раствором.

Фазовая диаграмма системы моноолеин - вода характеризуется большой областью биконтинуальной кубической фазы. Эта фаза может быть в равновесии с избытком воды. Кроме того, в определенных интервалах температуры и состава образуются ламелярная и обращенная мицеллярная фазы

Соли желчных кислот характеризуются очень низкими числами ПАВ. Поэтому они образуют только мицеллярные растворы в воде и почти никогда не образуют жидкокристаллических фаз. Если в систему, содержащую менее полярный липид, ввести соль желчных кислот, обнаруживаются ожидаемые изменения в структуре агрегатов. Например, ламелярная фаза лецитина поглощает некоторое количество соли желчных кислот, а затем трансформируется сначала в гексагональную фазу и потом в мицеллярную. Кубическая фаза моноолеина под действием солей желчных кислот превращается в ламелярную фазу, а затем в мицеллярную.

Жидкокристаллические фазы в неводных средах

Стремление ПАВ самоорганизовываться в мицеллы гораздо ярче выражено в воде, нежели в других полярных растворителях. Это в основном справедливо и для других типов агрегатов, как, например, это проиллюстрировано на рис. для бромида гексадецилтриметиламмония в различных полярных растворителях. Следует отметить, что область существования фазы изотропного раствора становится более широкой, чем в воде, в то время как жидкокристаллические фазы характеризуются более узкими областями стабильности.

Бинарные фазовые диаграммы бромида гексадецилтриметиламмония с различными полярными растворителями: а - с водой; б - с глицерином; в - с формамидом; г - с этиленгликолем; д - с Н-метил формами дом. При увеличении концентрации ПАВ наблюдается переход от мицеллярного изотропного раствора к гексагональной, затем к кубической и ламелярной жидкокристаллическим фазам.