Hårda vävnader av organismer, som ben och snäckor, är sammansatta av oorganiska mineraler (biomineraler). Även om dessa ämnen skapas genom biomineralisering, som kommer att diskuteras senare, många osäkerheter kvarstår i mekanismen.

Forskare vid Tohoku University, Japan, har genomfört studier utformade för att belysa kristalltillväxtmekanismerna för skal, där en kalciumkarbonatkristall, som normalt endast är stabil i högtrycksfas, bildas under normala temperatur- och tryckförhållanden. Det är nödvändigt att observera de atomära strukturella förändringarna av den växande kristallytan i lösning. Under sådana omständigheter, ett system som kan observera ytan med hög upplösning i en flytande miljö skulle vara idealiskt.

Tsukamoto och Araki fick reda på att sondsystemet för atomkraftmikroskop (AFM) utvecklat av Yamada-gruppen vid Kyoto University kunde fungera under sådana förhållanden och var tillgängligt för användning via Kyoto Advanced Nanotechnology Network; ansöktes om gemensamt utnyttjande och stöd. Genom att använda FM-AFM-systemet, baserad på ledande frekvensmodulerande atomic force microscope (FM-AFM) teknologi, de observerade framgångsrikt kalciumkarbonatkristalltillväxtprocessen i lösning på atomnivå.