Швейцарські фізики запропонували два методи, що виправляють основний недолік електронної томографії - неможливість розглянути кристали з усіх боків через непрозорі підкладки, що тримають зразки. У першому методі підкладка, до якої прикріплені кристали, скручується в трубочку за допомогою щітки. У другому методі над підкладкою розтягуються нейлонові нитки, які утворюють хаотичний візерунок. В обох випадках вченим вдалося повністю відновити інформацію про кристалічну структуру матеріалу менш ніж за п'ятьма зразками. Стаття опублікована в і знаходиться у відкритому доступі.
Як правило, вчені визначають структуру кристала за допомогою рентгеноструктурного аналізу, заснованого на дифракції рентгенівських променів. Справа в тому, що рентгенівські хвилі такі короткі, що їх довжина порівнянна з відстанню між атомів кристала, а тому хвилі розсіюються на атомах і утворюють складну дифракційну картину. При цьому варто враховувати, що промені бачать не тривимірну структуру кристала, а тільки її проекцію. При одній орієнтації відстань між площинами, вздовж яких рухається хвиля, менше, при іншій орієнтації більше. Тому форма дифракційної картини - наприклад, відстань між дифракційними піками - залежить від орієнтації кристала. Отже, кристалічну структуру зразка можна відновити, знімаючи його дифракційну картину при різних орієнтаціях.
На жаль, рентгеноструктурний аналіз працює тільки для досить великих кристалів, характерний розмір яких перевищує кілька сотень нанометрів. У природі ж далеко не всі матеріали здатні сформувати такий великий кристал. Наприклад, до таких матеріалів належать мембранні білки, які збираються в тонкі степерні плівки або крихітні багатогранники (капсиди). Щоб дозволити такі дрібні кристали, вчені вдаються до електронної томографії, в якій рентгенівські промені замінюються електронами з набагато меншою довжиною хвилі.
За цю можливість доводиться платити: на відміну від рентгенівських променів, прозорих для більшості матеріалів, електрони легко взаємодіють з речовиною. Отже, підставка, яка в кілька разів більше самого зразка, поглинає електрони і заважає розглянути кристал з усіх боків. Як правило, зразок вдається повернути не більш ніж на 75 градусів (в один бік). Звичайно, існують методи, які дозволяють відновити частину відсутньої інформації, але навіть вони не можуть замінити повноцінне всебічне сканування. Наприклад, для кристалів цеоліту ZSM-5 характерна величина «сліпої зони» становить 30 градусів, що відповідає «завершеності» даних близько 70 відсотків. Через це кристалічна структура і електростатичний потенціал виходять спотвореними, і покладатися на них при розробці нових хімічних сполук не можна.
Група фізиків під керівництвом Тіма Грюна (Tim Gruene) придумала відразу два способи, за допомогою яких можна позбутися «сліпих зон» при скануванні зразка. Обидва ці способи вчені перевірили на прикладі кристалів цеоліту ZSM-5 з характерним розміром близько 500 нанометрів. В обох випадках зібрати 100 відсотків інформації про кристалічну структуру вченим вдалося менш ніж з п'яти зразків.
Перший спосіб полягає в тому, щоб провести щіткою по поверхні тонкої вуглецевої плівки, до якої прикріплені кристали цеоліту. У результаті плівка згортається, а кристали шикуються у випадкових напрямках. Щоб змінити кривизну плівки і число її витків, достатньо змінити силу, з якою щітка тисне на плівку. У другому способі вчені покрили поверхню вуглецевої плівки хаотичним візерунком з нейлонових ниток. Через нитки кристали більше не могли розпластатися по пласкій плівці, і їх орієнтація випадково змінювалася. Без цих додаткових пристосувань практично всі кристали цеоліту лежали на плівці в одному і тому ж положенні (власне, з цим і пов'язана ненульова величина «сліпої зони» при звичайних вимірах).
Автори статті зазначають, що запропонований ними метод однаково добре працює для всіх кристалів і дозволяє швидко, легко і дешево отримати повну інформацію про їх структуру. При роботі з твердими підкладками вчені рекомендують більш дешевий метод з щіткою, а при розміщенні кристалів в рідині (наприклад, у випадку білків) - метод з нейлоновими нитками.
Зрозуміло, швейцарські фізики не перші, хто намагається виправити недоліки електронної томографії. Наприклад, у вересні 2017 року група дослідників під керівництвом Сесіль Ебер (Cécile Hébert) запропонувала оригінальне рішення - замість того, щоб нахиляти зразок і компілювати тривимірне рішення з набору почесних фотографій, вчені навчилися знімати структуру «одним кадром». Для цього фізики використовували розходжений пучок електронів. Втім, навіть цей метод може розглянути зразок тільки з одного боку.