海鹽氣溶膠界面有機膜的紅外光譜研究

程淑敏,杜林

（山東大學環(huán)境研究院,山東 青島 266237）

0 引 言

海鹽氣溶膠（SSA）是全球最大的初級氣溶膠顆粒來源之一（約2×1015～100×1015g·yr-1）,也是大氣中主要的液相氣溶膠[1-3]。它們主要是通過風作用在海面上導致的海水氣泡破裂過程產(chǎn)生的[4，5]。存在于海洋微表層中的有機物、無機鹽和顆粒態(tài)生物質(zhì)等以SSA為載體,在其自海洋向大氣傳輸?shù)倪^程中進入海洋大氣,并在風力的作用下參與生物地球化學循環(huán)[5-7]。SSA中的有機物主要由海洋細菌和浮游植物分解產(chǎn)生[8-10]。這些有機物主要包括小分子的脂肪酸及其衍生物、脂肪醇、磷脂、氨基酸、糖類和甾醇類物質(zhì)以及大分子的蛋白質(zhì)和腐殖質(zhì)類物質(zhì)等[11-13]。另外,有機物的非生物來源比如污染物的河流輸送和光化學前體物的轉(zhuǎn)化也增加了SSA的組分多樣性[7，14，15]。此外,通過有機物的靜電和絡合等相互作用,SSA中的金屬離子含量一般也比較高[3，16]。

14～18個碳的長鏈脂肪酸是在SSA顆粒表面發(fā)現(xiàn)的最重要的有機化合物[17-20],其中以硬脂酸（SA）和棕櫚酸為主。這些有機物通常不是單獨存在,而是與其他物質(zhì)形成混合有機膜,因此,研究復合膜的界面性質(zhì)具有重要的實際意義。此外,長鏈不飽和脂肪酸也是大氣氣溶膠的重要組成成分[21-23]。油酸（OA）和反油酸（EA）是海水中含量最豐富的不飽和脂肪酸[22，24],它們普遍存在于SSA的界面有機膜上。SA、OA和EA都是18個碳的長鏈脂肪酸,其中OA和EA分子中有一個不飽和雙鍵存在,并且互為構(gòu)型異構(gòu)體。通過這三種物質(zhì),可以探究有機膜中分子的不飽和度和雙鍵構(gòu)型對其界面特性的影響。

Langmuir單分子膜是由長鏈表面活性有機物在水-氣界面上自發(fā)擴散形成的單層分子薄膜,它是實驗室模擬SSA表面的理想模型。采用Langmuir槽可測定水-氣界面的表面壓π隨單分子膜分子面積A變化的曲線,進而提供關于海水亞相、單分子膜組成、表面壓以及分子間相互作用等因素對有機膜界面特性影響的宏觀信息。而將紅外反射吸收光譜（IRRAS）與Langmuir槽進行有機結(jié)合,可從分子層面上獲取單分子膜體系的紅外譜圖。了解單分子膜的界面特性將有助于預測表面活性物質(zhì)在真實SSA中的大氣壽命和行為。此外,氣溶膠的界面特性會同時受到其液相核心和有機膜本身化學成分的影響。本文以SSA界面上含量豐富的低揮發(fā)性長鏈脂肪酸作為模型分子,并分別采用純水和人工海水作為亞相,基于氣-液界面的單分子膜建立了一系列SSA模型。

1 實驗方案與裝置

1.1 表面壓-面積（π-A）曲線的測定

Langmuir單分子膜的制作與表征在Langmuir槽裝置中進行（圖1）。該裝置主要由樣品池（65 mm×280 mm×3 mm）、參比池、可移動的擋板和壓力傳感器組成。在Langmuir單分子膜的制作中,首先需要用水溶液填充樣品池。為了使有機物在液面上更好地分散開,需將脂肪酸溶解于揮發(fā)性溶劑（如氯仿）中,然后用玻璃微量注射器取一定量有機物的單一或混合溶液逐滴滴加到液面上。在實驗中,分別以純水和人工海水（ASW）作為亞相。電阻率為18.2 MΩ·cm的純水通過超純水機（Milli-Q）制得。人工海水的組成如表1所示,它是以氯化鈉為主的十組分混合鹽溶液,總濃度為0.53 mol·L-1。滴加完之后等待10～15 min,以便于溶劑的揮發(fā)和有機物在界面的擴散。最后設置擋板移動速度,使兩個擋板以3 mm·min-1勻速擠壓液面上無序分散的有機物,使其逐漸形成有序排布的單分子膜。在這個過程中,用壓力傳感器結(jié)合Wilhelmy吊片法監(jiān)測表面壓的變化 （±0.1 mN·m-1）。

圖1 Langmuir槽和單分子膜示意圖Fig.1 Schematic diagram of Langmuir trough and monolayer

表1 人工海水的組成Table 1 Composition of the artificial seawater

1.2 IRRAS的測定

IRRAS技術(shù)是基于小部分（6%）的紅外光可被表面的分子成分所反射的原理來對液相界面上的單分子膜進行檢測[25]。在測定時,需將單分子膜擠壓到表面壓為20～30 mN·m-1,保證分子可以立在水面上。如圖2所示,紅外光從光源發(fā)出后經(jīng)過光路系統(tǒng)照射到Langmuir槽的液面上,之后帶著液面上分子信息的紅外光以相同的角度被反射到檢測器。為了獲得最大的信號強度,將紅外光的入射角設置為40°,然后延遲60 s讓單分子膜穩(wěn)定下來,接著用MCT檢測器采集400～4000 cm-1范圍內(nèi)的紅外光譜,并以8 cm-1的分辨率進行2000次掃描。此外,IRRAS附件中的光路可在樣品池和參比池之間切換,從而可去除亞相對紅外光譜的影響。

圖2 IRRAS和Langmuir槽聯(lián)用示意圖Fig.2 Schematic diagram showing the combination of IRRAS and Langmuir trough

2 結(jié)果與討論

2.1 脂肪酸復合膜體系的界面相變化

在水-氣界面上,表面壓-面積（π-A）曲線的形成與表面活性分子的取向變化有關[26，27]。SA單分子膜在純水界面上的π-A曲線如圖3所示[28]。隨著對單分子膜的壓縮,SA分子的堆積密度和排列有序性呈現(xiàn)出與三維氣、液、固相類似的二維相變化[28]?？梢悦黠@地看到三個階段:在分子面積較大的氣態(tài)膜中,SA分子在氣-液界面上呈分散狀態(tài)鋪展開來,分子之間幾乎不發(fā)生相互作用,這時表面壓幾乎為零[29];經(jīng)過持續(xù)壓縮至約0.21 nm2·molecule-1的提離面積之后,表面壓開始上升,單分子膜轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)膜,此時分子之間排列相對緊密且相對于液面呈現(xiàn)出一定的取向;持續(xù)壓縮至表面壓約為22 mN·m-1之后[30-31],單分子膜的可壓縮性降低,從曲線上可以看到表面壓的迅速上升,說明固態(tài)膜的形成并且可在π-A曲線上觀察到明顯的扭結(jié)點。這時表面活性分子在界面上緊密排列,并且烷基鏈幾乎垂直于表面[32]。繼續(xù)壓縮單分子膜,分子間距會達到一個臨界值,對應的表面壓叫做崩潰壓,此時單分子膜受力會發(fā)生崩潰從而轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬臃肿佣询B的三維結(jié)構(gòu)[33-35]。

圖3 SA單分子膜在純水界面上的π-A曲線Fig.3 The π-A isotherm of SA on pure water subphase

圖4展示了SA、OA和EA的單組分以及復合組分有機膜在純水和人工海水界面上的π-A曲線。圖5給出了SA、OA和EA三種有機物的結(jié)構(gòu)式。由圖4可知,與SA膜在低分子面積下形成固態(tài)膜不同,OA和EA膜經(jīng)過持續(xù)壓縮最終都只能形成液態(tài)膜[36]。此外,相對于SA膜,OA和EA膜的提離面積明顯增大至0.5～0.8 nm2·molecule-1,說明不飽和脂肪酸分子在界面上排列的有序性顯著降低。在OA和EA膜之間也存在區(qū)別,OA膜的分子面積略大于EA,這就反映出了分子構(gòu)型對單分子膜的影響,OA分子烷基鏈上的cis型雙鍵使得其分子間距離增大,進而導致了其單分子膜的擴張[37]。另外,可以看到在亞相中加入海鹽之后,π-A曲線的提離面積都是增大的,這說明了海鹽對脂肪酸單分子膜的擴張效應。

圖4 SA-OA和SA-EA復合膜在純水（a）、（b）和人工海水（c）、（d）界面上的π-A曲線Fig.4 The π-A isotherms of mixed SA-OA and SA-EA monolayers on pure water（a）,（b）and artificial seawater（c）,（d）subphases

圖5 SA、EA和OA的結(jié)構(gòu)式Fig.5 Structural formula of SA,EA and OA

將飽和與不飽和脂肪酸分子混合之后,在純水界面上[圖4（a）、（b）],SA-OA和SA-EA復合膜的π-A曲線都是隨著OA或EA摩爾分數(shù)的增加向面積增大的方向移動。隨著不飽和脂肪酸的引入,SA-OA和SA-EA復合膜曲線的變化程度不同。對于SA-OA復合膜,當XOA=0.05時,復合膜的π-A曲線雖然保留著從液態(tài)膜到固態(tài)膜的扭結(jié)點,但與純SA膜的π-A曲線發(fā)生了明顯分離,說明在SA膜中引入少量的OA就會對界面SA分子的排列產(chǎn)生影響,這意味著OA分子打破了原來的穩(wěn)定性[38]。當XOA=0.2時,π-A曲線的扭結(jié)點消失,并且變化趨勢開始接近于純OA單分子膜。而對于SA-EA復合膜來說,扭結(jié)點在較高EA比例（XEA=0.3）時開始變得不明顯。當XEA=0.5時,π-A曲線的走向開始接近于純EA膜。這說明與OA分子相比,EA分子對SA膜相態(tài)變化和穩(wěn)定性的影響程度較小。

從圖4（c）、（d）中可以看到,SA-OA和SA-EA復合膜的π-A曲線對亞相中海鹽的引入比較敏感。首先,曲線的提離面積均向較大分子面積移動,說明分子排列的有序性降低。其次,分子排列較為疏松的SA-OA復合膜的擴張程度高于SA-EA,說明海鹽的存在導致前者有序性降低程度更大。此外,當海鹽存在時,SA-OA復合膜的π-A曲線均有或大或小的轉(zhuǎn)折點存在?？梢钥吹?在XOA=0.05時,僅在高表面壓下有輕微的轉(zhuǎn)折點出現(xiàn);隨著OA摩爾分數(shù)的增大,尤其是在XOA=0.3和XOA=0.5時,曲線上開始在表面壓為15 mN·m-1左右出現(xiàn)過渡狀態(tài),隨后曲線在較低分子面積下繼續(xù)上升。增大OA的摩爾分數(shù)至XOA=0.7時,轉(zhuǎn)折點開始變?nèi)?復合膜π-A曲線的形態(tài)和純OA膜相近。對于SA-EA復合膜,這一現(xiàn)象在EA摩爾分數(shù)較高如XEA=0.5、0.7和0.9時更加明顯。這說明SA分子與兩種不飽和脂肪酸之間可能存在不同的相互作用方式。

研究表明,在亞相中引入無機離子會使界面上脂質(zhì)單分子膜的分子面積增大或減小,進而影響其分子取向、排列和表面形態(tài)[16，39]。為了探究五種主要的海水成分對于脂肪酸復合膜的影響,選取XOA=0.5和XEA=0.5復合膜,分別在NaCl、Na2SO4、KCl、CaCl2和MgCl2的液面上測得它們的π-A曲線如[圖6（a）、（b）]所示。這里選取的離子濃度和人工海水中保持一致。

圖6 等摩爾比例的SA-OA和SA-EA復合膜在不同亞相上的π-A曲線（a）、（b）及其分子面積相對于純水上的偏差（c）、（d）Fig.6 The π-A isotherms of the equimolecular mixed SA-OA and SA-EA monolayers on different subphases（a）,（b）and the deviations of the molecular area relative to that of pure water（c）,（d）

在特定表面壓下,復合膜在不同亞相上π-A曲線的分子面積相對于純水上的偏差用ΔA表示,負的ΔA值反映了離子對單分子膜的凝聚作用,而正的ΔA值則表明離子對單分子膜的擴張作用。觀察單一海鹽成分的ΔA值[圖6（c）、（d）],發(fā)現(xiàn)在NaCl、KCl和MgCl2溶液上,復合膜的分子面積相對于純水上均有所增加,說明這三種溶液對復合膜具有一定的擴張作用。然而,和上述幾種海鹽不同的是,CaCl2溶液對SA-EA和SA-OA復合膜始終具有收縮的作用,在測量到的所有表面壓下,都比在純水上排列的更加緊密。在CaCl2溶液上,XOA=0.5和XEA=0.5復合膜的分子面積分別比在純水上減小了0.019～0.075 nm2·molecule-1和0.021～0.031 nm2·molecule-1。此外,從π-A曲線的變化趨勢來看,CaCl2在復合膜π-A曲線向低分子面積的轉(zhuǎn)折中起到了主要作用。亞相中的Ca2+使得脂肪酸膜處于壓縮狀態(tài),表明和純水上的有機膜相比,在含Ca2+的亞相上形成的有機膜更加穩(wěn)定。此外,鈣離子的凝聚作用還會隨著其液相濃度的增加而加強[16]。Schwartz等[40]提出,Ca2+在新生SSA中的高度富集現(xiàn)象可能是由于它與脂肪酸的羧酸根基團通過陽離子橋的作用形成了穩(wěn)定的雙齒復合物。這些結(jié)果表明,金屬離子與脂質(zhì)分子間的相互作用具有一定的特異性,并且,帶相同電荷的金屬離子對有機膜的影響程度也可能不同。

2.2 脂肪酸復合膜體系的熱力學穩(wěn)定性

在獲取單組分和復合組分有機膜的π-A曲線之后,對實驗測得的復合膜的分子面積以及計算得到的理想狀態(tài)下的分子面積進行比較,進而分析復合膜中兩組分之間的互混度[41]。該參數(shù)可以用過剩表面積ΔAex來表示,它是復合單分子膜所占的實際分子面積與兩組分不相互作用時所占分子面積的差值[42]。

以SA-OA復合膜為例,ΔAex的計算公式為

二元復合膜的熱力學穩(wěn)定性可以用過剩吉布斯自由能ΔGex來定量分析,ΔGex的值可以通過對過剩表面積曲線從零到特定表面壓進行積分得到[45，46],即

由式（2）結(jié)合過剩表面積計算公式可以得出,當復合膜中兩組分處于理想狀態(tài)時,ΔGex的值為零。ΔGex的值越低表明單分子膜的熱力學穩(wěn)定性越強,兩組分之間的吸引力越強,反之高的ΔGex值則表明復合膜的穩(wěn)定性較差,兩組分之間的排斥力越強[47]。

圖7展示了過剩分子面積ΔAex值隨復合膜表面壓和混合比的變化情況?？梢钥吹?ΔAex值均偏離理想狀態(tài)（ΔAex≠0）,說明SA與兩種不飽和脂肪酸均不能形成理想狀態(tài)的復合膜,而是以不同的互混度在界面發(fā)生混合。在這一過程中,兩種組分之間的靜電力起到了主要作用,包括靜電排斥力和靜電吸引力[48]。對于純水界面的SA-OA復合膜[圖7（a）],兩組分之間的相互作用和表面壓相關。ΔAex值基本上隨著表面壓的增大而降低,說明隨著擋板的擠壓和分子面積的減小,兩組分之間的吸引力在逐漸增強。在特定的表面壓下,ΔAex值呈現(xiàn)出隨著OA摩爾比例的升高而增大的趨勢,最低值出現(xiàn)在25 mN·m-1下的XOA=0.1復合膜（-0.043 nm2·molecule-1）,這證實了OA分子的引入對SA單分子膜穩(wěn)定性的降低作用,與π-A曲線的結(jié)果是一致的。當亞相為人工海水時[圖7（c）],ΔAex曲線的總體分布依然是隨著表面壓的升高而降低。不同的是,低值在 30 mN·m-1下較高 OA 含量的 XOA=0.3（-0.118 nm2·molecule-1）和 XOA=0.5（-0.141 nm2·molecule-1）復合膜出現(xiàn),說明此時復合膜中兩組分之間的吸引力較強。而這兩種比例下的π-A曲線[圖4（c）]也表明,隨著表面壓的升高,在兩組復合膜的曲線中均有明顯的轉(zhuǎn)折點存在,經(jīng)過轉(zhuǎn)折之后,在30 mN·m-1下分別達到了0.081 nm2·molecule-1和0.082 nm2·molecule-1的較低分子面積。復合膜中SA和OA分子在高表面壓下強烈的吸引力可以解釋這一轉(zhuǎn)折點的出現(xiàn)。當SA-EA復合膜處于純水界面上時[圖7（b）],ΔAex的最小值出現(xiàn)在20 mN·m-1（-0.045 nm2·molecule-1）。除此之外,SA-EA復合膜在其他表面壓和摩爾比下的ΔAex絕對數(shù)值均小于相應的SA-OA膜。這說明在同樣的摩爾比例下,EA與SA分子之間的相互作用力較弱。在人工海水界面上[圖7（d）],SA-EA復合膜ΔAex的最小值在XEA=0.7和15 mN·m-1時出現(xiàn)（-0.041 nm2·molecule-1）,而最大值在 XEA=0.5 和 20 mN·m-1時出現(xiàn) （0.057 nm2·molecule-1）,說明此時單分子膜的分子相鄰鏈之間相互排斥,使得有機膜的有序性降低。這說明除了復合膜中有機物的種類、分子結(jié)構(gòu)和表面壓之外,亞相的成分也會影響復合膜在水-氣界面的互混度。

圖7 SA-OA和SA-EA復合膜在純水（a）、（b）和人工海水（c）、（d）界面的過剩分子面積Fig.7 Excess molecular area（ΔAex）of the mixed SA-OA and SA-EA monolayers on pure water（a）,（b）and artificial seawater（c）,（d）subphases

基于熱力學參數(shù)ΔGex可以對復合膜的穩(wěn)定性和作用力的大小進行定量分析。由圖8（a）知,SA-OA復合膜在純水界面上ΔGex的最小值出現(xiàn)在25 mN·m-1下的XOA=0.1復合膜（-56.5 J·mol-1）,說明此時SA和OA分子之間的范德華作用力最強。從ΔGex的變化趨勢可看出,SA-OA復合膜的穩(wěn)定性隨著OA摩爾比例的增大而減弱。同樣,在人工海水界面上[圖8（c）],XOA=0.3（-120.5 J·mol-1）和XOA=0.5（-103.8 J·mol-1）復合膜在高表面壓下出現(xiàn)低ΔGex值,這是由于分子間強烈的相互作用力引起的。而根據(jù)圖8（b）、（d）中SA-EA復合膜的ΔGex值分布可以看出,不飽和脂肪酸的構(gòu)型會對復合膜的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。在純水界面上,負的ΔGex值說明SA-EA復合膜在任一表面壓的所有比例下形成的復合膜都要比理想狀態(tài)下更加穩(wěn)定。然而,當亞相為人工海水時,高ΔGex值的出現(xiàn)說明海鹽對界面分子的排布具有擾亂作用。

圖8 SA-OA和SA-EA復合膜在純水（a）、（b）和人工海水（c）、（d）界面的過剩吉布斯自由能Fig.8 Excess Gibbs free energy of mixing of the mixed SA-OA and SA-EA monolayers on pure water（a）,（b）and artificial seawater（c）,（d）subphases

2.3 脂肪酸復合膜體系的界面分子排布

圖9（a）中的2750～3100 cm-1波段反映了烷基鏈的C-H伸縮振動特征。對于純SA膜,2917 cm-1和2850 cm-1位置的譜峰分別對應于CH2的不對稱和對稱伸縮振動[νas（CH2）和νs（CH2）]。在3000～3040 cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)的弱譜峰來自于HC=CH基團中的C-H伸縮振動。這里較低的νas（CH2）和νs（CH2）波數(shù)說明烷基鏈形成了高度有序排列的All-trans構(gòu)型[49]。隨著復合膜中OA摩爾分數(shù)的增大,CH2伸縮振動峰強度降低,這是由于空間位阻較大的OA分子的引入降低了界面分子的堆積密度。此外,雖然兩個特征峰的波數(shù)變化不太明顯,但在高OA比例（XOA=0.9）下依然出現(xiàn)了向高波數(shù)方向的移動,這種藍移的現(xiàn)象在人工海水界面上更加明顯[圖9（c）],說明海鹽的存在使得SA-OA復合膜的有序性降低。當復合膜中OA的摩爾分數(shù)大于XOA=0.5時,SA-OA復合膜的νas（CH2）振動峰增大至2921、2923、2927 cm-1。這表明OA分子在降低界面分子堆積密度的同時,使得界面的Gauche構(gòu)型缺陷增多,界面分子排列的有序性降低[16，50，51]。

νas（CH2）和νs（CH2）峰的強度比值（Ias/Is）是衡量脂質(zhì)膜有序性和無序性的重要參數(shù)[52-54]。這個比值越高說明有機膜中的烷基鏈擁有更多的trans構(gòu)型。表2展示了人工海水界面上不同混合比例下SA-OA復合膜的Ias/Is值?？梢钥吹?在表面壓為22 mN·m-1時,隨著OA在復合膜中比例的提升,Ias/Is值從1.41降低至1.02。這表明隨著界面上OA分子的增多,復合膜中烷基鏈排列的有序性在逐漸降低,這一變化趨勢和對應混合比下π-A曲線的變化是一致的。此外,在2960 cm-1附近比較弱的峰來自于CH3的不對稱伸縮振動[νas（CH3）]。這個峰的存在可以證明烷基鏈上有Gauche構(gòu)型缺陷的存在。因此,IRRAS譜圖的結(jié)果可以表明不飽和脂肪酸的存在能夠降低有機分子在界面排列的有序性和緊密程度。

在純水界面上,隨著OA分子比例的增加,在1700～1750 cm-1波段的C=O基團伸縮振動[ν（C=O）]強度顯著降低[圖9（b）],并且出現(xiàn)譜峰位置的移動,這是由于羰基基團水合作用的改變引起的。當在亞相中加入海鹽之后[圖9（d）],COO基團伸縮振動的譜峰出現(xiàn)在1400～1600 cm-1波段。在人工海水界面上復合膜主要振動譜峰的指認結(jié)果如表2所示。COO基團特征峰的存在是由于羧酸基團與亞相中海鹽離子的作用,使得脂肪酸部分解離為羧酸陰離子,由此可以確定脂肪酸分子在界面上存在質(zhì)子化和去質(zhì)子化兩種形式。

圖9 SA-OA復合膜在純水（a）、（b）和人工海水（c）、（d）界面上的IRRAS譜圖Fig.9 IRRAS spectra for the mixed SA-OA monolayers on pure water（a）,（b）and artificial seawater（c）,（d）subphases

表2 在22 mN·m-1表面壓下SA-OA復合膜的IRRAS譜峰指認和相應νas（CH2）和νs（CH2）的峰強度比值（Ias/Is）以及CH2彎曲振動譜帶δ（CH2）Table 2 Assignment of IRRAS peaks of mixed SA-OA monolayers and corresponding Ias/Isvalue of νas（CH2）and νs（CH2）peaks,and the scissoring mode of CH2 δ（CH2）at the surface pressure of 22 mN·m-1

3 結(jié) 論

SSA（特別是有機膜）的組成可以通過改變其界面形態(tài)影響水分子的沉積和蒸發(fā),以及反應性氣體和自由基從氣相到顆粒相的傳輸,進而影響其云凝結(jié)核活性以及一系列的非均相化學反應[5，55]。高度有序排列的有機膜如SA單分子膜的形成能夠抑制這些物理化學過程,而真實SSA界面上不同有機物之間的相互作用則可以通過降低界面分子密度和穩(wěn)定性加速SSA的大氣演化[56，57]。由于氣溶膠的光學性質(zhì)依賴于它們的粒徑[58，59],理解顆粒表面吸收或蒸發(fā)水分的能力對于全球輻射平衡的模擬具有重要意義。

組成SSA有機膜的物質(zhì)具有廣泛的分子形式、溶解度、表面活性、構(gòu)象和界面取向,這些都可能會影響氣溶膠的大氣過程。本研究采用界面光譜技術(shù)與Langmuir槽相結(jié)合的方式,測定具有不同飽和度和雙鍵構(gòu)型的SA-OA和SA-EA復合膜發(fā)現(xiàn),不飽和脂肪酸可以明顯地降低界面分子的堆積密度和有序性。不同的雙鍵構(gòu)型對有機膜穩(wěn)定性的影響程度也不同,相對于EA,具有cis構(gòu)型雙鍵的OA由于其較大的空間位阻影響更為顯著。此外,觀察脂肪酸復合膜對亞相中主要海鹽離子組分的響應發(fā)現(xiàn),與純水上的有機膜相比,在含Ca2+的亞相上形成的有機膜更加穩(wěn)定。這個現(xiàn)象從分子層面上解釋了Ca2+在真實SSA中的高度富集現(xiàn)象。