Mizellen

Ob in Abschminktuch oder Gesichtswasser - der Begriff "Mizelle" ist im Kosmetikkontext weitverbreitet. Bei Mizellen handelt es sich um mikroskopisch kleine Tensidmoleküle, die amphiphil sind. Das heißt, sie sind gleichzeitig "wasserliebend" (hydrophil) und "fettliebend" (lipophil).

Mizellen – Aufbau

Mizellen können sich ab einer bestimmten Stoffkonzentration aus Tensidmolekülen, aufgrund der Neigung der Tenside zur Phasentrennung, bilden. Tenside sind spezielle Flüssigkeiten/Substanzen, die dafür eingesetzt werden, um zwei Flüssigkeiten, die sich nicht miteinander vermengen wollen, leichter zu vereinen. Es handelt sich somit um grenzflächenaktive Substanzen. Die bekanntesten Tenside sind Waschmittel.

Mizellen sind üblicherweise wenige Nanometer groß. Sie haben in der Regel einen Durchmesser von 20 bis 50 Nanometern.

In unpolaren organischen Lösungsmitteln kommen Mizellen mit umgekehrter Orientierung vor, bei denen sich die hydrophilen Gruppen und eventuell eingeschlossene Wassertröpfchen im Inneren befinden. Diese Mizellen werden als inverse Mizellen bezeichnet.

In diesem Fall zeigen die hydrophoben Schwänze nach außen und die hydrophilen Köpfe nach innen. Die Mizellen können in organischen Lösungsmitteln nur so vorliegen, da diese Lösungsmittel kohlenstoffhaltige Substanzen wie zum Beispiel Öle sind, die die wasserliebenden Teile der Mizellen abstoßen würden. Neben der geometrischen Form als Kugel gibt es bei den Mizellen auch andere Formen, wie zum Beispiel Stäbchen oder Plättchen. Diese Formen sind abhängig von dem Größen- und Längenverhältnis von Kopf bis Schwanz.

Bildungsenergie

Die Bildung von Mizellen erfolgt durch ein thermodynamisches Gleichgewicht. Das thermodynamische Gleichgewicht fasst das mechanische, chemische und thermische Gleichgewicht zusammen. Die Voraussetzung ist dabei, dass sich nichts in der Umgebung wie Teilchenzahl, Druck oder Temperatur verändert. Von außen betrachtet, scheint es so als würde sich bei der Reaktion nichts mehr verändern. Jedoch laufen die Hin- und Rückreaktion gleichzeitig zum selben Maß ab.

Aufgrund dieses Gleichgewichts bilden sich Mizellen immer spontan. Die Mizellen bilden sich, wenn die Tensidmoleküle von den umliegenden Wassermolekülen freigesetzt werden. Das Wasser verteilt sich nun um die Mizellen herum, wobei die Mizellen, je nach dem um welche Umgebung es sich handelt, Öle oder Make-up Reste einschließen. Dadurch nimmt die Entropie zu.

Die Wärme (Enthalpie) der Mizellbildung lässt sich anhand dieser Formel beschreiben:

$∆H_m=-n·\left(\frac{\delta \ln \left(c_k\right)}{\delta T}\right)·R{T}^2$

• n = Konstante, variiert zwischen 1 und 2 je nach Ladung der Mizellen
• c_k = kritische Konzentration der Mizellenbildung
• T = Temperatur in Kelvin
• R = universelle Gaskonstante
• ΔH_m = Mizellenbildungsenthalpie

Im Allgemeinen bezeichnet die Bildungsenthalpie die Energiemenge, die bei der Bildung einer Verbindung freigesetzt (exotherme Reaktion) oder verbraucht (endotherme Reaktion) wird.

Anwendung der Mizellen-Technologie

Mizellen gelten nach aktuellem Wissensstand als ungefährlich. Sie werden in verschiedenen Kosmetikprodukten verwendet, weil sie sowohl wasserlösliche als auch fettlösliche Rückstände von Make-up oder Schmutz entfernen können. Ein häufig verwendetes Produkt in diesem Zusammenhang ist das sogenannte Mizellenwasser.

Mizellenwasser fungiert aufgrund der amphiphilen Eigenschaft von Mizellen als Make-up-Entferner und Gesichtswasser in einem Produkt. Wenn das Mizellenwasser auf fettige Make-up Reste trifft, werden diese Schmutzpartikel im Inneren der Mizellen eingeschlossen. Dabei hat Mizellenwasser jedoch Vor- und Nachteile.

Der Vorteil ist, dass Mizellenwasser ohne viel Aufwand bei der Gesichtsreinigung bis in die tiefen Hautschichten reinigt. Daher ist es oftmals effektiver als normale Seife. Der Nachteil ist, dass einige Produkte bedenkliche Stoffe enthalten. Einige Produkte enthalten aggressive Tenside wie zum Beispiel Polyethylenglykolderivate (PEGs), Poloxamere oder Polysorbate.

Diese Substanzen können die Hautbarriere schwächen und die Haut somit anfälliger für UV-Strahlen machen. Besonders bei empfindlicher Haut können Rötungen entstehen. Eine weitere Substanz, die oft in Mizellenwasser vorkommt, ist Polyminopropylbiguanid (PHMB). Das ist ein bedenkliches Konservierungsmittel, das im Rahmen der europäischen Chemikaliengesetzgebung als "vermutlich krebserregend" eingestuft wird.

Auch Butylhydroxytoluol (BHT) ist ein Konservierungsstoff, der als Antioxidans verhindern soll, dass sich das Mizellenwasser durch den Kontakt mit Sauerstoff verändert. Es gibt jedoch den Verdacht, dass BHT wie ein Hormon wirkt, denn in einem Tierversuch beeinträchtigt es die Schilddrüsenfunktion.