由柏克萊實驗室（Berkeley Lab）共同領導的突破性發現對燃料電池、氫能汽車和化學合成材料的原子工程學具有重大意義。
自從 1930 年代發明電子顯微鏡以來，它已幫助科學家深入觀察普通材料（如鋼，甚至是稀有的石墨烯）的原子結構，但是，儘管取得了這些進步，這種成像技術仍無法精確地繪製出液體溶液中材料（例如氫燃料電池中的催化劑或汽車電池中的電解質）的 3D 原子結構。
現在，柏克萊實驗室的研究人員與南韓基礎科學研究所（Institue for Basic Science，IBS）、澳洲蒙納許大學（Monash University）和加州大學柏克萊分校合作，開發了一種技術，可為石墨烯薄片（可能是最薄的材料）之間液體中翻滾的奈米粒子產生原子級 3D 圖像。他們的發現於 4 月 3 日發表在《科學》期刊上。
（Source：Berkeley Lab）
「這是一個令人興奮的研究成果。我們現在可以在三維空間裡測量原子位置，可精準到比氫（最小的原子）小 6 倍的程度。」該研究共同作者柏克萊實驗室分子工廠（Molecular Foundry）科學家 Peter Ercius 表示。
這個稱之為 3D SINGLE（Structure Identification of Nanoparticles by Graphene Liquid cell Electron microscopy，透過石墨烯液體細胞電子顯微鏡之奈米粒子結構鑑定）的技術，該技術使用位於柏克萊實驗室分子工廠中世界上最強大的顯微鏡之一。研究人員捕獲了數千張被「困」在兩片石墨烯薄片（稱之為「石墨烯入口窗口」）之間液體中 8 顆鉑奈米粒子的圖像。
這些石墨烯片（每片僅一個原子厚）強韌到足以容納些許的液體，這是獲取奈米粒子原子排列之高品質圖像所需要的，Ercius 解釋表示。 然後，研究人員調整了最初用於生物學研究的電腦演算法，將許多 2D 圖像組合成原子級解析度的 3D 圖像。該成就是對 2015 年首次報導之一項技術的改進，對研究人員而言是一個重大的里程碑。「透過 3D SINGLE，我們可以確定為什麼在燃料電池和氫能汽車中，如此小的奈米粒子會是比更大粒子更有效的催化劑，」 Ercius 指出。
