悬浮在液体中的粒子由于布朗运动从一个地方移动到另一个地方，这可以很容易地用显微镜观察到。然而，这些粒子也会旋转，这就很难看到它们是否是球形的。

研究人员克服了这个问题，用同一种材料的两种不同颜色制造了粒子。核心球体——他们称之为“眼睛”——在粒子表面偏离中心。它提供了一个可以在显微镜下跟踪的点，以确定粒子旋转时方向的变化。

“胶体粒子的旋转告诉我们周围的流体动力学——悬浮液体的运动——和接触力，比如摩擦力。然而，为了在密集的悬浮液中获得完整的图像，必须立即跟踪所有的粒子，”该研究的通讯作者田中教授解释说。“除了提供一个随时间跟踪的点，我们的粒子的密度和折射率也可以匹配，这样就可以获得必要的3D图像。”

通过跟踪形成胶体晶体的带电粒子的密集悬浮液——粒子排列有序——发现邻近球体的旋转是耦合的，并向相反方向移动，就像啮合的齿轮一样。

此外，一个不带电粒子的体系表明，局部结晶度(直接环境中的有序度)与旋转扩散率(描述取向恢复平衡的过程)之间存在关系。

研究人员还观察到接触粒子之间的“粘滑”旋转运动，其中较大的邻居可以通过摩擦阻止粒子的运动。

另一位通讯作者Roel Dullens教授说:“我们的系统为非常致密的胶体中的流体动力学和摩擦耦合提供了急需的见解。”“我们希望我们的发现对涉及胶体的工业过程的设计以及对生物过程的理解产生重大影响。”