生物体系中的分子识别、信号传递与物质运输等过程相互交织，涉及多种物理因素共同作用，使得相关规律难以用简单方式刻画。物理学界通常通过建立包含基本组成与相互作用的模型来理解这类复杂性，但模型在纳入更多因素后往往变得更为庞杂，预测能力也随之受限。

细胞膜作为关键“边界”

研究人员指出，简化复杂性的一个思路是寻找能够概括多类过程的组织原则，其中之一是生命活动对“边界”的依赖。活细胞外层由脂质构成的膜将细胞内外环境分隔开，同时承担物质交换与信息传递的功能。

脂质膜并非静态结构。脂质分子会以较慢速度在不同膜之间迁移，从而持续更新膜的组成与结构。相关过程被认为与细胞通讯、膜重塑、病毒入侵以及基于脂质的药物载体功能有关。不过，尽管该领域研究已持续数十年，脂质交换速率的可预测性以及不同膜之间为何存在显著差异，仍是未解难题。

单一热力学量概括膜动力学

据布鲁塞尔自由大学（Université libre de Bruxelles）EST实验室Patricia Losada-Pérez与Simone Simon Napolitano团队在《Small》发表的论文，脂质膜动力学可用一个单一且可测量的热力学量加以总结。

该指标为膜在轻微加热条件下的膨胀程度。研究认为，这一看似细微的物理量能够反映膜发生重排的难易程度，并与分子交换速度相关联，即一种平衡态性质可用于表征动态过程。

脂质交换呈现协同与“玻璃态”特征

研究进一步指出，脂质交换并非单个分子的简单跃迁，而更像是集体过程：脂质分子离开膜需要周围多个分子协同重排。交换事件发生在膜短暂松弛的少数时刻，使得协调运动得以出现。

研究团队将这一行为与玻璃态材料（如常见塑料）中的动力学现象进行类比：在玻璃态体系中，分子运动往往通过许多小尺度的协同位移实现，而非连续、平滑的流动。论文称，该模型与美国理论学者合作开发，旨在将生物膜动力学纳入软物质物理中已被用于解释其他体系的更广泛框架。

模型适用范围延伸至其他缓慢重排过程

研究人员表示，这一热力学框架并不限于生物膜。相同模型此前已用于描述分子在表面吸附后的随时间重排以及结晶过程，并在药物化合物稳定性与有机电子材料长期行为等问题上提供了可用于刻画缓慢重排的描述方式。

论文称，将该方法首次用于生物过程中的关键分子机制，为进一步将相关理念扩展至更多生物机制提供了路径。