محققان فناوري نانو در موسسه ملي استاندارد و فناوري (NIST) آمريكا مي‌توانند با استفاده از ميكروسكوپ جديدي كه طراحي كرده‌اند، حركت نانوذرات را درون محلول در سه‌بعد ردگيري كنند.
اين محققان اميدوارند با استفاده از اين فناوري جديد درك بهتري از ديناميك نانوذرات درون سيالات و در نتيجه روش‌هاي كنترل فرايند پيدا كرده و بتوانند ساخت ابزارهاي مبتني بر فناوري نانو را بهينه كنند.
با وجودي كه برخي از روش‌هاي ساخت نانومقياس از ليتوگرافي و روش‌هاي حالت جامد در صنعت ميكروالكترونيك به عاريت گرفته شده‌اند، روش مشابه ديگري نيز وجود دارد كه مبتني بر «خودآرايي مستقيم» است. در اين روش از ويژگي‌هاي فيزيكي و تمايلات شيميايي نانوذرات در محلول براي القاي تجمع آن‌ها كنار يكديگر استفاده شده و بدين ترتيب نانوذرات خود را به شكل ساختارهاي مورد نظر و در موقعيت‌هاي مطلوب آرايش مي‌دهند.
از كاربردهاي بالقوه اين روش مي‌توان به آرايه‌اي از حسگرهاي زيستي و شيميايي بسيار حساس، مواد پزشكي و تشخيصي جديد مبتني بر نقاط كوانتومي، و مواد نانومقياس ديگر اشاره كرد. اما زماني كه محصول كوچك‌تر از آن است كه ديده شود، كنترل فرايند خودآرايي مشكل است.
ميكروسكوپ‌ها مي‌توانند در اين زمينه كمك كنند، اما يك ميكروسكوپ، حجم سه‌بعدي يك سيال را به صورت يك صفحه دو بعدي مي‌بيند. حركات ذرات به سمت «بالا و پايين» قابل تشخيص نيست، غير از اين كه با حركت به سمت بالا، ذرات تيره‌تر و يا روشن‌تر ديده مي‌شوند. تاكنون تلاش‌ها براي ديدن سه‌بعدي حركات نانوذرات در محلول عمدتاً بر تيرگي و حاشيه تصاوير متكي بوده است.‌ با استفاده از تئوري اپتيك و رياضيات و بر اساس الگوهاي پراش مشاهده شده در حاشيه ذرات مي‌توان تخمين زد كه تا چه اندازه يك ذره بالاتر يا پايين‌تر از صفحه تمركز ميكروسكوپ قرار دارد. با اين حال رياضي اين محاسبات سخت و زمان‌بر بوده و الگوريتم‌هاي مورد استفاده در عمل دقيق نيستند.
يكي از روش‌هاي حل اين مشكل كه محققان NIST در نشست سالانه انجمن فيزيك آمريكا مطرح كردند، استفاده از علم هندسه به جاي جبر است. به طور خاص، ديواره‌هاي زاويه‌دار جانبي نمونه ميكروسكوپي به صورت آينه‌هايي عمل مي‌كنند كه علاوه بر نماي بالايي نمونه، نماي جانبي از حجم آن را تا ميكروسكوپ منعكس مي‌كنند. اين ميكروسكوپ هر ذره را دو بار مي‌بيند، يك تصوير در صفحه افقي و يك تصوير در صفحه عمودي. چون اين دو تصوير در يك بعد مشترك هستند، براي ايجاد ارتباط ميان آن دو و فهميدن مسير سه‌بعدي ذرات، يك محاسبه ساده مورد نياز مي‌باشد. متيو مك ماهان مسئول اين گروه پژوهشي مي‌گويد: «به طور بنيادي ما مشكل رديابي در سه بعد را به مشكل رديابي در دو بعد كاهش داده‌ايم».