Des scientifiques de l'Institut Paul Scherrer et de l'ETH Zurich (Suisse) ont créé des images 3D d'objets minuscules montrant des détails jusqu'à 25 nanomètres. En plus de la forme, les scientifiques ont déterminé comment des éléments chimiques particuliers étaient distribués dans leur échantillon et si ces éléments étaient dans un composé chimique ou à l'état pur.

Les mesures ont été effectuées à la Source lumineuse suisse de l'Institut Paul Scherrer en utilisant une méthode appelée tomographie de phase. Comme dans d'autres types de tomographie, ici, les rayons X sont brillés à travers l'échantillon dans différentes directions pour donner des images sous de nombreuses perspectives. Ces images sont combinées à l'aide d'un programme informatique pour donner une image 3D.

La méthode a été démontrée en utilisant une structure semblable à un ballon de football appelée « buckyball », seulement 6 millièmes de millimètre de diamètre, qui a été fabriqué avec la dernière technologie laser 3D. En plus de montrer la forme de l'objet, la méthode a permis aux scientifiques d'identifier les emplacements d'un élément chimique spécifique (le cobalt) et de déduire des informations supplémentaires sur l'environnement de ses atomes. Ils ont utilisé le fait que différents éléments interagissent différemment avec la lumière de différentes énergies, comme différentes couleurs en lumière visible, leur permettant de voir la distribution d'un élément spécifique au sein de l'échantillon.

Être capable de distinguer différents éléments et leurs composés à l'échelle nanométrique en trois dimensions est très pertinent dans le développement de nouvelles pièces électroniques et magnétiques ou de catalyseurs plus efficaces pour l'industrie chimique.