Harde weefsels van organismen, zoals botten en schelpen, zijn samengesteld uit anorganische mineralen (biomineralen). Hoewel deze stoffen worden gemaakt door biomineralisatie, die later zal worden besproken, er blijven veel onzekerheden in het mechanisme.

Onderzoekswetenschappers aan de Tohoku University, Japan, hebben studies uitgevoerd om de kristalgroeimechanismen van schelpen op te helderen, waarin een calciumcarbonaatkristal, die normaal alleen stabiel is in een hogedrukfase, wordt gevormd onder normale temperatuur- en drukomstandigheden. Het is noodzakelijk om de atomaire structurele veranderingen van het groeiende kristaloppervlak in oplossing te observeren. Onder dergelijke omstandigheden, een systeem dat in staat is tot oppervlakteobservatie met hoge resolutie in een vloeibare omgeving zou ideaal zijn.

Tsukamoto en Araki ontdekten dat het door de Yamada-groep aan de universiteit van Kyoto ontwikkelde atomic force microscope (AFM)-sondesysteem onder dergelijke omstandigheden kon werken en beschikbaar was voor gebruik via het Kyoto Advanced Nanotechnology Network; er is een aanvraag gedaan voor gezamenlijk gebruik en ondersteuning. Door gebruik te maken van het FM-AFM-systeem, gebaseerd op toonaangevende frequentiemodulatie atomic force microscope (FM-AFM) technologie, ze observeerden met succes het groeiproces van calciumcarbonaatkristallen in oplossing op atomair niveau.