Cette nouvelle méthode est une combinaison de trois techniques :la microscopie électronique à transmission à balayage, tomographie à pente égale (EST) et filtrage de Fourier tridimensionnel. Par rapport au CT conventionnel, la méthode combinée produit des images 3D de bien meilleure qualité et permet la visualisation directe des atomes à l'intérieur de la nanoparticule de platine en trois dimensions.

"La visualisation de l'arrangement des atomes dans les matériaux a joué un rôle important dans l'évolution de la science et de la technologie modernes, " a déclaré Jianwei (John) Miao, qui a dirigé les travaux. Il est professeur de physique et d'astronomie à l'UCLA et chercheur au California NanoSystems Institute de l'UCLA.

"Notre méthode permet l'imagerie 3D des structures locales dans les matériaux à résolution atomique, et il devrait trouver une application dans les sciences des matériaux, nanosciences, physique et chimie du solide, " il a dit.

"Il s'avère qu'il y a des détails que nous ne pouvons voir que lorsque nous pouvons regarder les matériaux en trois dimensions, " a déclaré la co-auteur Laurence D. Marks, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à la McCormick School of Engineering and Applied Science de Northwestern.

"Nous soupçonnons depuis longtemps qu'il se passait plus que ce que nous pouvions voir sur les images plates que nous avions, " Marks a déclaré. "Ce travail est la première démonstration que cela est vrai à l'échelle atomique."

Expert en nanotechnologie Pulickel M. Ajayan, le professeur d'ingénierie Benjamin M. et Mary Greenwood Anderson à l'Université Rice a complimenté la recherche.

"C'est le premier cas où la structure tridimensionnelle des dislocations dans les nanoparticules a été directement révélée à la résolution atomique, " Ajayan a déclaré. " Le travail élégant démontre la puissance de la tomographie électronique et conduit à des possibilités de corréler directement la structure des nanoparticules aux propriétés, le tout en vue 3D complète."

Les défauts peuvent influencer de nombreuses propriétés des matériaux, et une technique pour visualiser ces structures à une résolution atomique pourrait conduire à de nouvelles connaissances bénéfiques pour les chercheurs dans un large éventail de domaines.

« Une grande partie de ce que nous savons sur le fonctionnement des matériaux, qu'il s'agisse d'un catalyseur dans un système d'échappement automobile ou de l'affichage d'un smartphone, est venu d'images au microscope électronique de la façon dont les atomes sont disposés, ", a déclaré Marks. "Cette nouvelle méthode d'imagerie ouvrira le monde atomique des nanoparticules."