Razvoj sodobnih tehnologij in področij, ki so zajeta v idejo trajnostnega razvoja, kot so obnovljivi viri energije, čiščenje in obdelava pitne in odpadne vode, nizkoogljične tehnologije, itd. zahteva istočasen razvoj in raziskave novih materialov. Pri študiju lastnosti teh materialov se izkaže, da imajo večkrat odločilen vpliv kemijska in kristalna sestava na zelo majhnih področjih, mnogokrat celo na nivoju razporeditve posameznih atomov. V zadnjih desetletjih je vzporedno z razvojem novih materialov zato opazen tudi hiter razvoj naprav in metod za opazovanje snovi na nanometerskih področjih. Kot vrhunski primer tovrstnega razvoja je vrstični presevni elektronski mikroskop z atomsko ločljivostjo - AR STEM.