分散在液体介质中的纳米尺度物质在物理、材料和生物科学中无处不在。著名的例子包括染料、沥青烯、液晶、蛋白质、核酸、粘土、病毒、聚合物、复合材料和纳米材料。对于生物分子而言，局部溶剂的配位可以决定其三维结构和功能性。对于功能性纳米材料，液体分散液的创建使得许多当前和预期的技术能够以低成本大规模打印、铸造或嵌入到薄膜、复合材料和设备中。
尽管理解和控制这些系统至关重要，但由于其固有的多尺度复杂性，最常用的方法是应用经典的连续介质模型，如Derjaguin–Landau–Verwey–Overbeek理论，这些模型在描述>50 nm粒子的分散液时相对成功。然而，如Batista等人所综述的，在许多情况下，纳米粒子分散液的行为与这些模型的预测偏差较大，尤其是当纳米粒子尺寸接近1–20 nm时。理论失败的原因归结于经典假设在纳米尺度上的失效。最显著的是，溶剂通常被简化为均匀密度的介电连续体，极性由一个单一的参数（即相对介电常数εr）来建模，忽略了分子形状和定向。
实际上，溶剂分子围绕纳米粒子的局部排列远不是均匀场，而是受到局部效应的相互作用，如溶剂间的结合力、立体效应、局部电荷各向异性以及接近表面或带电物质的影响。与此不同，对于简单的分子/原子溶质，溶剂分子按三维方式有序地排列成明确定义的溶剂化壳，这是降低系统自由能、促进热力学上有利溶解的机制。溶剂有序化的效应变得尤为重要，特别是当溶剂分子的尺寸与溶质的一个或多个维度相当时。电解质在纳米结构（带电）表面的有序化也是许多电化学设备性能的基础，尤其是在超级电容器中。然而，迄今为止，研究主要集中在离子分布上，而溶剂有序化被认为是次要的，要么被忽略，要么通过表面邻接的修正介电区来建模，用于解释均匀密度介电模型的失效。
在表面或纳米尺度物质周围测定溶剂有序化尤其具有挑战性，因为溶剂在界面处的占比很小。衍射实验测量的是整个系统的平均结构，通常由于相关性浓度较低且分散粒子或表面的异质性，导致这种方法的有效性受到限制。尽管如此，X射线衍射已被用于确定分散纳米粒子周围的溶剂密度波动，并通过利用数据约束建模的强大能力，提供了对微孔超级电容器电极中离子部分去溶剂化的证据。然而，X射线对氢原子（大多数溶剂的主要成分）以及溶剂分子围绕离子或表面的定向仅具有弱的敏感性，且单一数据集的使用可能导致多种可行且一致的解释。通过中子散射可以提供更详细的信息，因为中子对氢具有强的散射作用。
此外，由于中子散射长度在质子和氘之间符号相反，通过测量不同同位素溶剂的系统，可以提供多种散射曲线，而无需修改系统结构。通过结合多种衍射数据集并将约束（如分子内部结构和分子间重叠）编码到分析中，中子衍射可以在无与伦比的细节下阐明溶剂在溶液中分子/离子周围的有序化。
单壁碳纳米管（SWCNTs）提供了一个理想的研究纳米粒子溶剂化的平台。它们均匀的小直径（约1 nm）和近乎完美的圆柱形状，使其相比具有异质分布尺寸和形状的多面晶体纳米粒子更为简单。更重要的是，当负电荷存在时，SWCNTs在极性非质子溶剂中的溶解度很高（>10 mg/ml）。为了增加表面邻近相关性的比例，从而影响总的散射曲线，通常需要较高的浓度。最后，带电SWCNTs周围的溶剂分子和离子有序化对理解电化学设备具有特别的意义，因为许多电极（尤其是超级电容器和锂电池的电极）由带电的sp2杂化碳组成。
鉴于此，伦敦大学学院Neal T. Skipper, Adam J. Clancy & Christopher A. Howard团队通过将离子化的纳米管盐溶解于两种极性非质子溶剂中（25 mg NaSWCNT/ml溶剂），形成了浓缩的SWCNT负离子和钠阳离子溶液。研究者选择了具有不同分子几何结构的适用溶剂，分别是N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）和N-甲基吡咯烷酮（NMP），并为每种溶剂使用了三种同位素不同的混合物（氢化、氘化、50:50混合）。研究者注意到，SWCNTs和NaSWCNTs的合成过程中分别引入了少量的铁和氨。通过总中子散射对这些溶液进行测量，并通过实证势能结构精（EPSR）方法进行详细的三维建模增强分析。
简而言之，这种方法使用经典的蒙特卡洛模拟系统，从标准的“参考”原子间势（Lennard–Jones和库仑）开始；然后根据模拟与实验散射之间的差异推导出一个额外的“实证势”，从而使模拟匹配所有可用数据集。通过这一迭代过程，得到的空间和定向解析原子模型与现有的散射数据一致。实验的总结构因子（F(Q)），与EPSR计算的F(Q)值在整个Q范围内高度吻合。直接对F(Q)进行傅里叶变换，得到了实空间复合的总径向分布函数（RDFs）。
