由柏克莱实验室（Berkeley Lab）共同领导的突破性发现对燃料电池、氢能汽车和化学合成材料的原子工程学具有重大意义。
自从 1930 年代发明电子显微镜以来，它已帮助科学家深入观察普通材料（如钢，甚至是稀有的石墨烯）的原子结构，但是，儘管取得了这些进步，这种成像技术仍无法精确地绘製出液体溶液中材料（例如氢燃料电池中的催化剂或汽车电池中的电解质）的 3D 原子结构。
现在，柏克莱实验室的研究人员与南韩基础科学研究所（Institue for Basic Science，IBS）、澳洲蒙纳许大学（Monash University）和加州大学柏克莱分校合作，开发了一种技术，可为石墨烯薄片（可能是最薄的材料）之间液体中翻滚的奈米粒子产生原子级 3D 图像。他们的发现于 4 月 3 日发表在《科学》期刊上。
「这是一个令人兴奋的研究成果。我们现在可以在三维空间里测量原子位置，可精準到比氢（最小的原子）小 6 倍的程度。」该研究共同作者柏克莱实验室分子工厂（Molecular Foundry）科学家 Peter Ercius 表示。
这个称之为 3D SINGLE（Structure Identification of Nanoparticles by Graphene Liquid cell Electron microscopy，透过石墨烯液体细胞电子显微镜之奈米粒子结构鉴定）的技术，该技术使用位于柏克莱实验室分子工厂中世界上最强大的显微镜之一。研究人员捕获了数千张被「困」在两片石墨烯薄片（称之为「石墨烯入口窗口」）之间液体中 8 颗铂奈米粒子的图像。
这些石墨烯片（每片仅一个原子厚）强韧到足以容纳些许的液体，这是获取奈米粒子原子排列之高品质图像所需要的，Ercius 解释表示。 然后，研究人员调整了最初用于生物学研究的电脑演算法，将许多 2D 图像组合成原子级解析度的 3D 图像。该成就是对 2015 年首次报导之一项技术的改进，对研究人员而言是一个重大的里程碑。「透过 3D SINGLE，我们可以确定为什幺在燃料电池和氢能汽车中，如此小的奈米粒子会是比更大粒子更有效的催化剂，」 Ercius 指出。
- Scientists Capture 3D Images of Nanoparticles, Atom by Atom,WithUnprecedented Precision
