田纳西州纳什维尔的范德比尔特大学创造了世界上最小的连续螺旋。

螺旋以独特的方式响应红外偏振光，使得它们很难伪造。该特性可以用来防止货币，信用卡，或身份证的伪造。

阿基米德纳米螺旋的扫描电子显微镜形貌。（图片来源: 范德比尔特大学Haglund实验室，）

其他研究人员已经创造了纳米螺旋，但通常是通过把纳米颗粒排列成螺旋形式。

这项在5月21日发表在《纳米光子学》杂志上的新研究，报道了有史以来最小的纳米螺旋，由连续的材料制成，而不是一组纳米粒子。每边由100个范德比尔特螺旋组成的方形边长将不到10微米。

“它们确实比任何科学文献中报道的螺旋更小。”范德比尔特大学博士生Roderick Davidson II说。

由于这些螺旋小于可见光的波长，它们表现出不寻常的光学特性。例如，当螺旋暴露于红外激光，它们会产生可见的蓝光。

事实上，几种已知晶体也产生这种现象，这种效应称为谐波发生或倍频。以前用于合成水晶的β硼酸钡是已知的最强倍频器；然而，新的纳米螺旋已经能够发出更高强度的蓝光。

 “这与大力拉开小提琴弦时所发生的类似。如果你很轻地弹小提琴的弦，它产生一个单音。但如果你大力地拉开，它开始生产高次谐波或倍频。

螺旋中心电子很容易被激光电场驱动。蓝光恰好是八度高于红外线的二次谐波。”物理学教授Richard Haglund和 Stevenson表示。

纳米螺旋还表现出一种独特的偏振光响应，当极化角通过360°时，蓝光量产生显著变化。对于线性偏振光，这种效应是显著的，对于圆偏振光更加显著。当极化方向与螺旋方向一致时，材料中的电子被推到螺旋中央，并产生大量的蓝色的光。

相反，当偏振方向相反时(如顺时针的偏振光和逆时针的螺旋)，几乎不发出蓝色的光。

这是因为电子被推到螺旋的外面，进而创造了破坏性干扰并削弱了光学效果。

容易发现，很难复制

在这项研究中，使用扫描电子束光刻技术制成金色纳米螺旋-铂或银将是合适的材料，因为他们有类似的耐蚀性能。

螺旋中使用的微量金属意味着他们并不昂贵。然而，先进光刻设备的大量投资是必需的。由于圆偏振光具有很强的倍频响应，使用类似于条形码阅读器，将很容易检查表面螺旋的存在。

这两个属性—难创建，易检测，使得纳米螺旋是保护信用卡货币，身份证，甚至伪造的化学品和其他物质安全的理想方式。

新材料在线编译整理——翻译：Grubby     校正：摩天轮