Zellmembranen sind statische Protein-Lipid-Protein-Sandwiches.

Frühe Membranmodelle mussten zwei Beobachtungen gleichzeitig erklären: Zellen besaßen offensichtlich eine fetthaltige Barriere, diese Barriere musste aber zugleich kontrollieren, welche Stoffe hinein- und hinausgelangen.

Das einflussreiche Danielli-Davson-Modell stellte die Membran deshalb als Sandwich dar. In der Mitte lag eine Lipidschicht, die auf beiden Seiten von durchgehenden Proteinschichten überzogen war. Spätere elektronenmikroskopische Bilder schienen eine saubere Dreischichtung zu bestätigen.

Mehrere Experimente passten jedoch immer schlechter dazu.

Bei der Gefrierbruchmikroskopie wird eine gefrorene Membran entlang ihres Inneren aufgespalten. Dabei erschienen Partikel nicht nur auf den Oberflächen, sondern mitten in der Membran. Biochemische Untersuchungen zeigten ebenfalls, dass viele Membranproteine tief in die Lipidschicht hineinreichen.

Zellfusionsexperimente lieferten einen weiteren Hinweis. Wurden zwei Zellen mit unterschiedlich markierten Membranproteinen verschmolzen, vermischten sich die Proteine allmählich über die gemeinsame Oberfläche. Die Membran war also keine starre Platte; viele ihrer Bestandteile konnten sich seitlich bewegen.

Singer und Nicolson fassten diese Befunde 1972 im Flüssig-Mosaik-Modell zusammen: eine flexible Lipiddoppelschicht mit eingebetteten oder angelagerten Proteinen. Reale Membranen sind noch stärker organisiert und dichter gepackt, doch das universelle starre Sandwich hatte ausgedient.