【來源：科技日報】
模擬顯示細胞膜內的微塑膠球。
圖片來源：英國《新科學家》網站
科技日報北京12月14日電（記者張佳欣）包裝網球或橘子最節省空間的方法是什麼？數學家研究這個「球體包裝」問題已經有幾個世紀了。但很少有人關注該問題在現實世界中會如何。現在，荷蘭特文特大學的一項涉及微型塑膠球的物理實驗終於解釋清楚：對於少量的球，最好把它們裝在香腸形狀的包裝裡。相關論文發表在最新一期《自然·通訊》雜誌。
約翰尼斯·開普勒是第一個研究球體包裝的人。他在1611年提出，金字塔形是長途航行中包裝砲彈的最佳方式，但直到2014年，數學家才完全證實了這個答案。然而，這個證明只考慮了排列無限多個球體的最佳方法。此外，球體堆積理論假設球是非常硬的，不會互相吸引或排斥，但現實生活中很少是這樣的，例如網球或橘子會互相擠壓。
對於現實世界中有限的球體包裝，什麼形狀的包裝效率最高呢？微小的聚苯乙烯球非常堅硬且基本上呈現惰性。研究人員試驗將這些球插入空的細胞膜，並驚訝地發現它們排列成了香腸一樣的長條狀。
研究團隊決定對袋子中不同數量的聚苯乙烯球進行研究和模擬。他們將預測與實驗進行了比較，實驗使用了多達9個聚苯乙烯球，這些球被擠壓到浸泡在液體溶液中的細胞膜中。然後，他們透過改變溶液的濃度來收縮包裝球，使膜變得更緊，並使用顯微鏡觀察球的形成。
研究人員表示，對於多達9個球體，實驗和模擬都證明了香腸形狀是最好的包裝形狀。當超過9個球時，膜會因球的壓力而變形。但是當有56個到70個球時，包裝效率又突然變得有效率。這些發現可能在藥物傳遞方面有所應用，例如如何最有效地將硬質抗生素分子裝在細胞膜內。
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