包装网球或橘子最节约空间的办法是什么?数学家们研讨这个“球体包装”问题已有几个世纪了。但很少有人重视该问题在实际国际中会怎么。现在,荷兰特文特大学的一项触及微型塑料球的物理试验总算解说清楚:关于少数的球,最好把它们装在腊肠形状的包装里。相关论文宣布在最新一期《天然·通讯》杂志上。

  约翰尼斯·开普勒是第一个研讨球体包装的人。他在1611年提出,金字塔形是远程飞行中包装炮弹的最佳办法,但直到2014年,数学家才彻底证明了这一答案。可是,这个证明只考虑了摆放无限多个球体的最佳办法。此外,球体堆积理论假定球是十分硬的,不会彼此招引或排挤,但实在的日子中很少是这样的,例如网球或橙子会彼此揉捏。

  关于实际国际中的有限球体包装,什么形状的包装功率最高呢?细小的聚苯乙烯球十分坚固而且基本上呈慵懒。研讨人员试验将这些球刺进空的细胞膜,并惊奇地发现它们摆放成了腊肠相同的长条状。

  研讨团队决议对袋子中不同数量的聚苯乙烯球进行研讨和模仿。他们将猜测与试验进行了比较,试验运用了多达9个聚苯乙烯球,这些球被揉捏到浸泡在液体溶液中的细胞膜中。然后,他们经过改动溶液的浓度来缩短包装球,使膜变得更紧,并运用显微镜调查球的构成。

  研讨人员表明,关于多达9个球体,试验和模仿都证明了腊肠形状是最好的包装形状。当超越9个球时,膜会因球的压力而变形。可是当有56个到70个球时,包装功率又忽然变得高效。这些发现可能在药物运送方面有所使用,例如怎么最有效地将硬质抗生素分子装在细胞膜内。(记者 张佳欣)