Ce qui est nouveau, c'est l'observation et la compréhension de ces nanoparticules, grâce notamment au développement du microscope à effet tunnel (voir schema écran suivant).

En fait, à l'échelle nano, les particules peuvent avoir des propriétés complètement différentes de celles qu'on leur connaît d'ordinaire. C'est comme dans la nature : les feuilles de lotus paraissent très lisses, et on pense que c'est pour ça que l'eau glisse si bien dessus. En réalité quand on les regarde de très très près, elles sont excessivement rugueuses mais elles sont recouvertes de nanocristaux de cire. On s'en est d'ailleurs inspiré pour fabriquer des surfaces hydrophobes. De la même manière, l'or ne s'oxyde pas, mais en nanoparticules ce n'est plus une matière inerte, il peut s'oxyder.

Ce qui est nouveau aussi, c'est la manipulation de ces atomes, devenue maintenant possible. Lorsqu'on parle de nanotechnologies, on a coutume de dire « Si l'on déplaçait une à une les molécules d'un morceau de charbon pour les placer à notre convenance, on pourrait en faire un diamant !" (La différence entre ces deux matériaux issus tous les deux du carbone ne réside que dans la disposition de leurs atomes)

En 1989, deux chercheurs d'IBM ont pour la première fois tracé le sigle IBM avec des atomes de xénon sur une surface de nickel. Concrètement comment ont-ils fait ? Ils ont utilisé ce que l'on appelle un microscope à effet tunnel dans lequel une pointe métallique très fine en métal très dur (tungstène) est placée au dessus de l'objet à étudier. Son fonctionnement est basé sur la détection des forces inter-atomiques entre la pointe et l'échantillon. On balade la pointe et on mesure le faible courant entre la pointe et la surface à étudier. On arrive ainsi à mesurer précisément ses reliefs à l'échelle atomique et à créer une image 3D de l'objet qu'on étudie. Cette même pointe permet d'«attraper » les atomes et de les agencer en générant un flux électronique plus puissant par la pointe du microscope.