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Abstract

Wäßrige Lösungen oberflächenaktiver Stoffe haben die faszinierende Eigenschaft, Organisate zu bilden: Oberhalb einer kritischen micellaren Konzentration (CMC) assoziieren die gelösten Detergensmoleküle spontan zu multimolekularen Einheiten von etwa kolloidaler Dimension, die Micellen genannt werden. Typisch für die Struktur dieser Agglomerate ist das hydrophobe Innere, in dem die Kohlenwasserstoffketten des Amphiphils enthalten sind, während die hydrophilen Kopfgruppen an der Grenzfläche lokalisiert sind und mit der wäßrigen Phase in Wechselwirkung stehen. Ionische Micellen besitzen naturgemäß eine geladene Oberfläche und folglich eine elektrische Doppelschicht mit einer Potentialdifferenz zwischen Pseudophase und Wasser von bis zu mehreren hundert Millivolt. Micellare Systeme haben somit mikroheterogenen Charakter: Das elektrostatische Potential und die im Innern vorherrschende Polarität sind von jenen des umgebenden Lösungsmittels klar unterscheidbar. Für photochemische Studien ist die in micellaren Systemen mögliche molekulare Organisation von Reaktanden besonders attraktiv. Durch vergleichende Studien in micellaren Systemen und in homogener Lösung können mechanistische Details einer Reaktion untersucht oder aber bestimmte Reaktionswege bevorzugt oder erschwert werden. In einfachen mikroheterogenen Systemen werden Reaktionsgeschwindigkeit und Effizienz im wesentlichen durch lokale elektrostatische Potentiale und durch die Kompartimentierung der Reaktanden in verschiedenen Zonen des Organisats bestimmt. Für die Durchführung schneller photophysikalischer oder photochemischer Prozesse ist diese Kompartimentierung und die sie beschreibende Statistik der Verteilung solubilisierter Moleküle (Sonden) von besonderer Bedeutung. Funktionalisierte Micellen unterscheiden sich von einfachen micellaren Systemen dadurch, daß das amphiphile Molekül selbst eine funktionelle Gruppe enthält, die sich an einem photochemischen Prozeß beteiligt. In derartigen Organisaten lassen sich oft erstaunliche kooperative Effekte beobachten.