纳米级螺旋线可望有效打击仿冒

　　“仿冒”(counterfeiting)目前已经普遍地发生在所有有价事物上了，包括货币、信用卡到芯片等。全世界各地的研究人员们正持续开发相关技术，期望确保赝品可被侦测出来，至今并已累积了许多成果，例如针对信用卡与货币的全像技术(hologram)。

　　如今，美国田纳西州范德堡大学(Vanderbilt University)的研究人员们表示，他们已经开发出另一种更好的仿伪侦测技术——内建显微镜级的阿基米得螺旋线(Archimedean spiral)，可在经过红外线激光脉冲后折射回一种独特的标识信号。

　　“阿基米得螺旋线”是以公元前3世纪的希腊数学家阿基米得(Archimedeas)命名，它是由以恒定速度从中心点向外移动并以恒定角速度沿着线条旋转的每条曲臂所组成。其独特的防伪特性在于能以显微镜级的大小加以建构，而仍能以经红外线二次谐波脉冲的可见光特性返回。

　　“我们的阿基米得螺旋线最长通常小于500nm，臂宽约60-70nm，每条曲臂间间距约40-50nm。针对这项光学研究，通常采用具有完美机械结构的电子束微影以数组方式制造，”范德堡大学教授Richard Haglund表示，这项研究成果还得力于专精电子束微影技术的博士班候选人Jed Ziegler(现任职美国海军研究实验室)的开发协助。

　　世界上最小的阿基米得螺旋线为仿冒品带来无法突破的障碍，确保可防范身份被窃取。

　　根据Vanderbilt表示，其他的研究试图将中心对称的纳米磁盘安排于螺旋数组中，从而制作出阿基米得螺旋线，但Ziegler的创新在于制造良好的子波长螺旋线以及与曲臂之间更密集的近场互动——较最相近的竞争对手更密集4倍以上。

　　其原理是红外线雷射光被金臂中的电子所吸收，驱动其沿着螺旋线朝众多能源累积的中心前进，以入射红外光的2倍频率发射蓝光。

　　而当入射光线在旋转360度的平面偏振时，射出光线的强度会因独特的可重复图案而异。当左 旋转的纳米螺旋以顺时针方向的偏振光线照射时，具有最佳的效果;因为蓝光产生的强度随偏振增加，将电子推向螺旋的中心。同样地，当循环的偏振光线以逆时针方向旋转时，发射出最小的蓝光，从而破坏性地推动电子远离中心，形成一种独特的反应，足以作为强劲的认证机制，并且让仿冒者极其难以进行复制。

　　在未来大量生产后，这种机制可被以个别或甚至群组的方式转移到信用卡或货币应用。

　　由于Haglund与Ziegler的微型阿基米得螺旋线能反射回一个强劲的二次谐波讯号——在红外线激光脉冲时易于侦测可见蓝光，为其带来独特的署名特性，使其得以用来作为防伪辨识工具。

　　“由于与生俱来的不对称特性，例如产生二次谐波(SHG)，纳米螺旋线可作为非线性光学效应的有效来源，这个想法是Jed开始研究所课程时的看法，所幸他在Vanderbilt待的时间够长，不仅取得了博士学位，还主导完成了首项SHG实验。”

　　为了达到防伪目标，Haglund、Ziegler和Davidson的阿基米得螺旋线可以非常精密的置于货币、信用卡、微芯片的隐藏的位置，让用户得以保护这些物品免于被仿冒，然后再以红外线雷射进行脉冲，以确保返射回一个强劲的二次谐波信号，从而揭露该对象的真实性。

　　为了实现大规模量产，他们可以利用极小量的银或铂材料制造，沈积于低廉的塑料或甚至是纸质基板上以易于转移。读取器则能以一种类似于条形码读取器的方式打造。除了货币以外，信用卡和微芯片、纳米螺旋线的编码图案都能嵌入于炸 药、化学品、药物以及制造商想要密切追踪的对象中。