J. Phys. France 51, 2605-2628 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510220260500

A disordered lamellar structure in the isotropic phase of a ternary double-chain surfactant system

Ian S. Barnes^{1, 2}, Paul-Joël Derian², Stephen T. Hyde¹, Barry W. Ninham¹ et Thomas N. Zemb<sup>1, 2

1</sup>  Department of Applied Mathematics, Australian National University, Canberra ACT 2601, Australia
²  Département des Lasers et de Physico-Chimie, C.E.A. Saclay, F-91191 Gif-sur-Yvette, France

Abstract
The « anomalous » fluid isotropic phase in the DDAB/tetradecane/water system differs in important ways from microemulsion phases in related systems, and is thus a useful test for models. On the basis of absolute scaled neutron and X-ray scattering data we show here that the microstructure is best characterised as a randomly folded reverse bilayer. All previously reported examples of this structure are restricted to a narrow range of composition and temperature. In this case of a stiff bilayer with low spontaneous interfacial curvature it extends over a large region of the ternary phase diagram at room temperature, the boundaries of which are explained in terms of simple geometric constraints. Other possible microstructures are critically reviewed.

Résumé
La phase fluide isotrope « anormale » du système DDAB/tétradécane/eau est très différente des autres microémulsions dans des systèmes voisins. A partir des mesures de diffusion de rayons-X et de neutrons à l'échelle absolue nous montrons que la structure est celle d'une bicouche froissée aléatoire contenant de l'eau. Les autres structures en lamelles aléatoirement connectées décrites jusqu'à présent sont restreintes à un domaine étroit de composition et de température. Dans le système décrit ici, la rigidité intrinsèque de la bicouche et sa courbure faible permettent la formation de cette structure dans une grande région du diagramme de phases ternaire à température ambiante. Les autres modèles structuraux de microémulsions sont discutés et leurs prédictions confrontées aux résultats expérimentaux.

PACS
8270K - Emulsions and suspensions.
6125 - Studies of specific liquid structures.
6470 - Specific phase transitions.

Key words
emulsions -- liquid structure -- neutron diffraction examination of liquids -- phase diagrams -- X ray diffraction examination of liquids