Важную роль в функционировании живых систем играют металлы. Десять из них являются необходимыми для их жизнедеятельности, однако большинство остальных металлов, особенно тяжелые металлы, являются токсичными. В живых организмах металлы проявляют свою биологическую активность, как правило, в катионной форме. В связи с этим большое значение имеет выяснение механизмов взаимодействия катионов различных металлов с биологическими и модельными мембранными системами. С целью выяснения этих механизмов нами было проведено исследование взаимодействия трехвалентных катионов редкоземельных металлов с упорядоченной органической модельной поверхностью Ленгмюровского монослоя стеариновой кислоты на границе раздела фаз водный раствор - воздух при различных величинах рН водной фазы и концентрации катионов, а также структуры соответствующих катион-содержащих мультислойных пленок Ленгмюра-Блоджетт. Анализ изотерм сжатия Ленгмюровских монослоев позволяет получать информацию о структурных и фазовых превращениях молекулярной матрицы монослоя, происходящих при изменении площади монослоя, а также в результате взаимодействия монослоя с компонентами водной фазы. Было проведено также экспериментальное исследование взаимодействия полианионов с трехвалентными редкоземельными катионами и получены катион-содержащие полимерные структуры на твердотельной подложке. В рамках классического термодинамического подхода построена модель изменения состояния Ленгмюровского монослоя вследствие адсорбции на его поверхность трехвалентных катионов редкоземельных металлов и соответствующего изменения зарядового состояния поверхности. Проведен анализ влияния поверхностного потенциала на локальную величину рН и образование гидроксо-комплексов редкоземельных катионов. Присутствие в водной фазе монодентатных катионов, образующих слабозаряженные комплексы с трехвалентными редкоземельными катионами, существенным образом влияет на свойства Ленгмюровского монослоя и структуру соответствующих мультислойных пленок. Показано, что монодентатные комплексоны с кислотной группой, аналогичной кислотной группе поверхностно-активного соединения, образующего Ленгмюровский монослой, например, комплексоны с карбоксильной группой (в частности, ацетат) в случае монослоя стеариновой кислоты, обеспечивают эффективную нейтрализацию избыточного положительного поверхностного заряда монослоя при связывании с монослоем трехвалентных редкоземельных катионов в ходе реакций обмена лигандов, что позволяет в этом случае получать высокоупорядоченные мультислойные пленки с высоким содержанием трехвалентных редкоземельных катионов.