วัสดุจะเร่งปฏิกิริยาทางเคมีหรือขัดขวางการตอบสนองทางโมเลกุลใด ๆ คือทั้งหมดเกี่ยวกับการจัดเรียงอะตอม เป้าหมายสูงสุดของนาโนเทคโนโลยีคือศูนย์กลางที่มีความสามารถในการออกแบบและสร้างอะตอมวัสดุโดยอะตอมดังนั้นจึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมคุณสมบัติของพวกเขาในทุกสถานการณ์เทคนิคการถ่ายภาพอะตอมยังไม่เพียงพอ
ที่จะพิจารณาการจัดเรียงอะตอมแบบสามมิติที่แม่นยำของวัสดุในสารละลายของเหลวซึ่งจะบอกนักวิทยาศาสตร์ว่าวัสดุมีพฤติกรรมอย่างไรในชีวิตประจำวันเช่นในน้ำหรือพลาสมาเลือด วิธีการวิเคราะห์ใหม่ที่สามารถแก้ไขโครงสร้าง 3 มิติของอนุภาคนาโนแต่ละชนิดด้วยความละเอียดระดับอะตอม ตำแหน่งอะตอม 3D ของอนุภาคนาโนแต่ละอันสามารถสกัดได้ด้วยความแม่นยำ 0.02 นาโนเมตร มีขนาดเล็กกว่าอะตอมที่เล็กที่สุด ไฮโดรเจนหกเท่า กล่าวอีกนัยหนึ่งวิธีการแก้ปัญหาความละเอียดสูงนี้จะตรวจจับอะตอมแต่ละตัวและวิธีการจัดเรียงภายในอนุภาคนาโน