ไมโครอิมัลชันเป็นของเหลวใสมีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์และเป็น เนื้อเดียวกัน ประกอบด้วยน้ำมันน้ำและสารลดแรงตึงผิวซึ่งมักผสมกับสารช่วยลด แรงตึงผิวชนิดอื่นด้วย เฟส ที่เป็นน้ำ อาจมีเกลือและ/หรือส่วนประกอบอื่นๆ และ "น้ำมัน" อาจเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอน หลายชนิด แตกต่างจากอิมัลชัน ทั่วไป ไมโครอิมัลชันเกิดขึ้นจากการผสมส่วนประกอบอย่างง่ายๆ และไม่จำเป็นต้องใช้ แรง เฉือน สูง เหมือนที่ใช้ในการสร้างอิมัลชันทั่วไป ไมโครอิมัลชันมี 3 ประเภทพื้นฐาน ได้แก่ แบบตรง (น้ำมันกระจายตัวในน้ำ, o/w) แบบกลับด้าน (น้ำกระจายตัวในน้ำมัน, w/o) และแบบต่อเนื่องสองเฟส

ในระบบสามองค์ประกอบ เช่น ไมโครอิมัลชัน ซึ่งมีสอง เฟส ที่ไม่สามารถผสมกันได้ (น้ำและ 'น้ำมัน') ร่วมกับสารลดแรงตึงผิวโมเลกุล ของสารลดแรงตึงผิว อาจก่อตัวเป็นชั้นโมโนเลเยอร์ที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันและน้ำ โดย ส่วนหาง ที่ชอบน้ำของโมเลกุลสารลดแรงตึงผิวจะละลายอยู่ในเฟสน้ำมัน และส่วนหัวที่ชอบน้ำจะอยู่ในเฟสน้ำ

ไมโครอิมัลชันมีประโยชน์ทางการค้าที่สำคัญหลายประการ:

• ไมโครอิมัลชันแบบน้ำในน้ำมันสำหรับกระบวนการซักแห้ง บางประเภท
• เครื่องขัดและทำความสะอาดพื้น
• ผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล
• สูตรยาฆ่าแมลง
• น้ำมันหล่อลื่นสำหรับตัด
• ยา^{[ 3 ]}

งานวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับระบบเหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากความเป็นไปได้ในการนำไปใช้เพื่อปลดปล่อยปิโตรเลียมที่ติดอยู่ในหินทรายที่มีรูพรุนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตน้ำมันเหตุผลพื้นฐานสำหรับการใช้ระบบเหล่านี้คือ เฟสไมโครอิมัลชันบางครั้งมีแรงตึงผิวระหว่างเฟส ต่ำมาก กับเฟสน้ำมันหรือเฟสน้ำที่แยกจากกัน ซึ่งอาจปลดปล่อยหรือเคลื่อนย้ายเฟสเหล่านั้นออกจากเฟสของแข็งได้แม้ในสภาวะการไหลช้าหรือความแตกต่างของความดันต่ำ

ไมโครอิมัลชันยังมีการใช้งานในอุตสาหกรรม หนึ่งในนั้นคือการสังเคราะห์ พอลิเมอร์ การพอลิเมอไรเซชันแบบไมโครอิมัลชันเป็นกระบวนการที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่ซับซ้อน ซึ่งมีการขนส่งโมโนเมอร์ อนุมูลอิสระ และสารอื่นๆ (เช่น สารถ่ายโอนโซ่ สารลดแรงตึงผิวร่วม และสารยับยั้ง) ระหว่างเฟสที่เป็นน้ำและเฟสอินทรีย์^{[ 4 ]}เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการพอลิเมอไรเซชันที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอื่นๆ (แบบแขวนลอยหรือแบบอิมัลชัน) การพอลิเมอไรเซชันแบบไมโครอิมัลชันเป็นระบบที่ซับซ้อนกว่า อัตราการพอลิเมอไรเซชันถูกควบคุมโดยการแบ่งส่วนของโมโนเมอร์ระหว่างเฟส การเกิดนิวเคลียสของอนุภาค และการดูดซับและการคายตัวของอนุมูลอิสระ ความเสถียรของอนุภาคได้รับผลกระทบจากปริมาณและชนิดของสารลดแรงตึงผิวและค่า pH ของตัวกลางที่กระจายตัว^{[ 5 ]} นอกจากนี้ยังใช้ในกระบวนการสร้างนาโนอนุภาคด้วย

จลนศาสตร์ของการพอลิเมอไรเซชันในไมโครอิมัลชันมีลักษณะคล้ายคลึงกับ จลนศาสตร์ของ การพอลิเมอไรเซชันในอิมัลชันโดยคุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดคือการแบ่งส่วน ซึ่งอนุมูลอิสระที่เติบโตอยู่ภายในอนุภาคจะแยกออกจากกัน จึงช่วยยับยั้งการยุติปฏิกิริยาได้อย่างมาก และส่งผลให้ได้อัตราการพอลิเมอไรเซชันที่สูง

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา มีการเสนอทฤษฎีต่างๆ เกี่ยวกับการก่อตัว ความเสถียร และพฤติกรรมของเฟสไมโครอิมัลชัน ตัวอย่างเช่น คำอธิบายหนึ่งเกี่ยวกับความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ของไมโครอิมัลชัน คือ การกระจายตัวของน้ำมัน/น้ำมีความเสถียรโดยสารลดแรงตึงผิวที่มีอยู่ และการก่อตัวของไมโครอิมัลชันเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติความยืดหยุ่นของฟิล์มสารลดแรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความโค้งและความแข็งของฟิล์ม พารามิเตอร์เหล่านี้อาจมีความสัมพันธ์กับความดันและ/หรืออุณหภูมิ (และ/หรือความเค็มของเฟสน้ำ ) ที่คาดการณ์หรือวัดได้ ซึ่งอาจใช้เพื่ออนุมานขอบเขตความเสถียรของไมโครอิมัลชัน หรือเพื่อกำหนดขอบเขตที่เกิดเฟสสามเฟสร่วมกัน ตัวอย่างเช่น การคำนวณแรงตึงผิวของไมโครอิมัลชันที่มีเฟสน้ำมันหรือเฟสน้ำร่วมกันก็มักได้รับความสนใจเป็นพิเศษ และบางครั้งอาจใช้เป็นแนวทางในการกำหนดสูตรของไมโครอิมัลชัน

คำว่าไมโครอิมัลชันถูกใช้ครั้งแรกโดย TP Hoar และ JH Shulman ศาสตราจารย์ด้านเคมีแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในปี 1943 มักมีการใช้ชื่ออื่นแทนระบบเหล่านี้ เช่น อิมัลชันโปร่งใสไมเซลล์บวม ไมเซลล์ละลายและน้ำมันที่ละลาย ที่น่าสับสนยิ่งกว่านั้นคือ คำว่าไมโครอิมัลชันอาจหมายถึงเฟสไอโซโทรปิกเดี่ยวที่เป็นส่วนผสมของน้ำมัน น้ำ และสารลดแรงตึงผิว หรือเฟสที่อยู่ในสมดุลกับเฟสน้ำมันและ/หรือเฟสน้ำที่อยู่ร่วมกัน หรือแม้แต่เฟสที่ไม่ใช่ไอโซโทรปิกอื่นๆ เช่นเดียวกับในระบบไบนารี (น้ำ/สารลดแรงตึงผิว หรือน้ำมัน/สารลดแรงตึงผิว) โครงสร้างที่ประกอบตัวเองได้หลายประเภทสามารถเกิดขึ้นได้ ตั้งแต่ไมเซลล์ทรงกลมและทรง กระบอก (กลับด้าน) ไปจนถึง เฟสแบบ แผ่นและไมโครอิมัลชันแบบต่อเนื่องสองเฟส ซึ่งอาจอยู่ร่วมกับเฟสน้ำมันหรือเฟสน้ำได้^{[ 6 ]}

โดยทั่วไปแล้ว โดเมนของไมโครอิมัลชันจะถูกกำหนดลักษณะโดยการสร้างแผนภาพเฟสสามองค์ประกอบ ส่วนประกอบพื้นฐานสามอย่างที่จำเป็นในการก่อตัวของไมโครอิมัลชัน ได้แก่ ของเหลวที่ไม่ผสมกันสองชนิดและสารลดแรงตึงผิว ไมโครอิมัลชันส่วนใหญ่ใช้น้ำมันและน้ำเป็นของเหลวที่ไม่ผสมกัน หากใช้สารช่วยลดแรงตึงผิว บางครั้งอาจแสดงสารช่วยลดแรงตึงผิวในอัตราส่วนคงที่กับสารลดแรงตึงผิวเป็นส่วนประกอบเดียว และถือว่าเป็น "ส่วนประกอบเสมือน" เดียว ปริมาณสัมพัทธ์ของส่วนประกอบทั้งสามนี้สามารถแสดงได้ในแผนภาพ เฟส สามองค์ประกอบ แผนภาพเฟส ของกิบส์สามารถใช้เพื่อแสดงอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนปริมาตรของเฟสต่างๆ ต่อพฤติกรรมเฟสของระบบ

ส่วนประกอบทั้งสามที่ประกอบกันเป็นระบบนั้น แต่ละส่วนจะอยู่ที่จุดยอดของรูปสามเหลี่ยม โดยมีสัดส่วนปริมาตรที่สอดคล้องกับแต่ละส่วนเท่ากับ 100% การเคลื่อนที่ออกจากจุดยอดนั้นจะลดสัดส่วนปริมาตรของส่วนประกอบนั้นๆ และเพิ่มสัดส่วนปริมาตรของส่วนประกอบอีกหนึ่งหรือทั้งสองส่วน จุดแต่ละจุดภายในรูปสามเหลี่ยมแสดงถึงองค์ประกอบที่เป็นไปได้ของส่วนผสมของส่วนประกอบทั้งสามหรือส่วนประกอบเสมือน ซึ่งอาจประกอบด้วย (ในอุดมคติ ตามกฎเฟสของกิบส์ ) หนึ่ง สอง หรือสามเฟส จุดเหล่านี้รวมกันเป็นบริเวณที่มีขอบเขตระหว่างกัน ซึ่งแสดงถึง "พฤติกรรมเฟส" ของระบบที่อุณหภูมิและความดันคงที่

อย่างไรก็ตาม แผนภาพเฟสของกิบบส์เป็นการสังเกตเชิงประจักษ์ด้วยสายตาเกี่ยวกับสถานะของระบบ และอาจแสดงหรือไม่แสดงจำนวนเฟสที่แท้จริงภายในองค์ประกอบที่กำหนดก็ได้ สูตรที่ดูใสเหมือนมีเฟสเดียวอาจประกอบด้วยเฟสไอโซโทรปิกหลายเฟส (เช่น ไมโครอิมัลชันเฮปเทน/ AOT /น้ำที่ดูใสประกอบด้วยหลายเฟส) เนื่องจากระบบเหล่านี้สามารถอยู่ในสมดุลกับเฟสอื่นๆ ได้ ระบบหลายระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบที่มีปริมาตรเศษส่วนสูงของทั้งสองเฟสที่ไม่สามารถผสมกันได้ อาจถูกทำให้ไม่เสถียรได้ง่ายโดยสิ่งใดก็ตามที่เปลี่ยนแปลงสมดุลนี้ เช่น อุณหภูมิสูงหรือต่ำ หรือการเติมสารปรับเปลี่ยนแรงตึงผิว

อย่างไรก็ตาม สามารถพบตัวอย่างของไมโครอิมัลชันที่มีความเสถียรค่อนข้างสูงได้ เชื่อกันว่ากลไกในการกำจัดกรดที่สะสมในน้ำมันเครื่องยนต์รถยนต์นั้นเกี่ยวข้องกับไมโครอิมัลชันแบบน้ำในน้ำมัน (w/o) ที่มีปริมาตรของเฟสน้ำต่ำ ในทางทฤษฎี การขนส่งหยดกรดในน้ำผ่านน้ำมันเครื่องไปยังอนุภาคแคลเซียมคาร์บอเนตขนาดเล็กในน้ำมันควรจะมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อหยดน้ำมีขนาดเล็กพอที่จะขนส่งไอออนไฮโดรเจนเพียงไอออนเดียว (ยิ่งหยดน้ำมีขนาดเล็กเท่าใด จำนวนหยดน้ำกรดในน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น การทำให้เป็นกลางก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น) ไมโครอิมัลชันดังกล่าวอาจมีความเสถียรมากในช่วงอุณหภูมิสูงที่ค่อนข้างกว้าง

• Prince, Leon M., ไมโครอิมัลชันในทฤษฎีและการปฏิบัติ สำนักพิมพ์ Academic Press (1977) ISBN 0-12-565750-1.
• Rosano, Henri L และ Clausse, Marc, บรรณาธิการ, ระบบไมโครอิมัลชัน (ชุดวิทยาศาสตร์สารลดแรงตึงผิว) Marcel Dekker, Inc. (1987) ISBN 0-8247-7439-6