محققان فناوري نانو در موسسه ملي استاندارد و فناوري (NIST) آمريکا مي‌توانند با استفاده از ميکروسکوپ جديدي که طراحي کرده‌اند، حرکت نانوذرات را درون محلول در سه‌بعد ردگيري کنند. اين محققان اميدوارند با استفاده از اين فناوري جديد (که مي‌خواهند آن را به عنوان يک اختراع به ثبت برسانند) درک بهتري از ديناميک نانوذرات درون سيالات و در نتيجه روش‌هاي کنترل فرايند پيدا کرده و بتوانند ساخت ابزارهاي مبتني بر فناوري نانو را بهينه کنند.
با وجودي که برخي از روش‌هاي ساخت نانومقياس از ليتوگرافي و روش‌هاي حالت جامد در صنعت ميکروالکترونيک به عاريت گرفته شده‌اند، روش مشابه ديگري نيز وجود دارد که مبتني بر «خودآرايي مستقيم» است. در اين روش از ويژگي‌هاي فيزيکي و تمايلات شيميايي نانوذرات در محلول براي القاي تجمع آنها کنار يکديگر استفاده شده و بدين ترتيب نانوذرات خود را به شکل ساختارهاي مورد نظر و در موقعيت‌هاي مطلوب آرايش مي‌دهند.
از کاربردهاي بالقوه اين روش مي‌توان به آرايه‌اي از حسگرهاي زيستي و شيميايي بسيار حساس، مواد پزشکي و تشخيصي جديد مبتني بر نقاط کوانتومي، و مواد نانومقياس ديگر اشاره کرد. اما زماني که محصول کوچک‌تر از آن است که ديده شود، کنترل فرايند خودآرايي مشکل است.
ميکروسکوپ‌ها مي‌توانند در اين زمينه کمک کنند، اما يک ميکروسکوپ، حجم سه‌بعدي يک سيال را به صورت يک صفحه دو بعدي مي‌بيند. حرکات ذرات به سمت «بالا و پايين» قابل تشخيص نيست، غير از اين که با حرکت به سمت بالا، ذرات تيره‌تر و يا روشن‌تر ديده مي‌شوند. تاکنون تلاش‌ها براي ديدن سه‌بعدي حرکات نانوذرات در محلول عمدتاً بر تيرگي و حاشيه تصاوير متکي بوده است.‌ با استفاده از تئوري اپتيک و رياضيات و بر اساس الگوهاي پراش مشاهده شده در حاشيه ذرات مي‌توان تخمين زد که تا چه اندازه يک ذره بالاتر يا پايين‌تر از صفحه تمرکز ميکروسکوپ قرار دارد. با اين حال رياضي اين محاسبات سخت و زمان‌بر بوده و الگوريتم‌هاي مورد استفاده در عمل دقيق نيستند.
يکي از روش‌هاي حل اين مشکل که محققان NIST در نشست سالانه انجمن فيزيک آمريکا مطرح کردند، استفاده از علم هندسه به جاي جبر است. به طور خاص، ديواره‌هاي زاويه‌دار جانبي نمونه ميکروسکوپي به صورت آينه‌هايي عمل مي‌کنند که علاوه بر نماي بالايي نمونه، نماي جانبي از حجم آن را تا ميکروسکوپ منعکس مي‌کنند. اين ميکروسکوپ هر ذره را دو بار مي‌بيند، يک تصوير در صفحه افقي و يک تصوير در صفحه عمودي. چون اين دو تصوير در يک بعد مشترک هستند، براي ايجاد ارتباط ميان آن دو و فهميدن مسير سه‌بعدي ذرات، يک محاسبه ساده مورد نياز مي‌باشد. متيو مک ماهان مسئول اين گروه پژوهشي مي‌گويد: «به طور بنيادي ما مشکل رديابي در سه بعد را به مشکل رديابي در دو بعد کاهش داده‌ايم».