Le membrane lipidiche sono composte da un doppio strato fosfolipidico, che è un doppio strato di fosfolipidi. I fosfolipidi sono molecole anfipatiche, nel senso che hanno sia regioni idrofile (amanti dell'acqua) che idrofobiche (che odiano l'acqua). Le teste idrofile dei fosfolipidi sono rivolte verso l'ambiente acquoso su entrambi i lati della membrana, mentre le code idrofobiche degli acidi grassi sono rivolte l'una verso l'altra al centro della membrana.

Il comportamento di fase delle membrane lipidiche è determinato dalla temperatura e dalla composizione della membrana. A basse temperature, le membrane lipidiche si trovano in una fase solida ordinata (So), in cui le code degli acidi grassi sono strettamente legate insieme. All’aumentare della temperatura, le code degli acidi grassi diventano più disordinate e la membrana passa ad una fase liquida disordinata (Ld).

Le nanoparticelle cariche possono influenzare il comportamento di fase delle membrane lipidiche interagendo con le teste cariche dei fosfolipidi. Questa interazione può indurre una transizione da una fase Ld a una So, anche a basse temperature. Questo perché le nanoparticelle cariche possono neutralizzare la repulsione elettrostatica tra i gruppi di testa carichi dei fosfolipidi, consentendo alle code degli acidi grassi di compattarsi più strettamente insieme.

La capacità delle nanoparticelle cariche di indurre una transizione di fase da Ld a So nelle membrane lipidiche ha importanti implicazioni per la progettazione di sistemi di somministrazione di farmaci. Le nanoparticelle possono essere utilizzate per somministrare farmaci attraverso le membrane lipidiche e il comportamento di fase della membrana può influenzare l’efficienza della somministrazione dei farmaci. Controllando la carica delle nanoparticelle, è possibile progettare sistemi di rilascio dei farmaci più efficaci nel veicolare i farmaci attraverso le membrane lipidiche.