Numéro
J. Phys. II France
Volume 2, Numéro 1, January 1992
Page(s) 93 - 107
DOI https://doi.org/10.1051/jp2:1992116
DOI: 10.1051/jp2:1992116
J. Phys. II France 2 (1992) 93-107

Interfacial behaviour in water-oil-amphiphile mixtures

M.W. Matsen and D.E. Sullivan

Department of Physics and Guelph-Waterloo Program for Graduate Work in Physics, University of Guelph, Guelph, Ontario, Canada, N1G 2W1

(Received 18 July 1991, accepted 27 September 1991)

Abstract
Using a lattice model for water-oil-amphiphile mixtures, we examine the interfaces between the water-rich, and disordered phases in the mean-field and Bethe approximations. By calculating the surface tensions between these phases along their coexistence triple line, we find that the disordered phase wets the water-oil interface when it is an ordinary disordered fluid but not when it is a microemulsion, where the associated wetting transition is weakly first order. Here, we use the disorder line as the dividing line between the "ordinary" and microemulsion regions, rather than the Lifshitz line. In the region of two-phase coexistence between water-rich and oil-rich phases, we find three distinct water/oil interfacial phases and the transitions between them. One of these interfacial phases, which contains a strongly oriented amphiphile monolayer, typically exhibits ultralow surface tension.

Résumé
Utilisant un modèle en réseau pour des mélanges eau-huile-amphiphile, nous examinons les interfaces entre les phases riches en eau, riches en huile et désordonnée, avec les approximations de Bethe et champ moyen. En calculant les tensions de surface entre ces phases le long de leur triple ligne de coexistenc, on trouve que la phase désordonnée mouille l'interface eau-huile lorsque le fluide est un fluide désordonné ordinaire mais non lorsque celui-ci est une micro-émulsion, la transition de mouillage associée étant faiblement de premier ordre. Nous utilisons ici la ligne de dsordre comme division entre les régions ordinaires et de micro-émulsion plutôt que la ligne de Lifshitz. Dand la région de coexistence double-phase entre les phases riches en eau et riches en huile, on trouve trois différentes phases d'interface eau-huile, ainsi que les transitions entre celles-ci. Une de ces phases, contenant une monocouche d'amphiphile fortement orientée, présente une très faible tension de surface.

PACS
68.10.C-64.60.C-64.70.M

© Les Editions de Physique 1992