ziņas

Mēs izmantojam sīkfailus, lai uzlabotu jūsu pieredzi.Turpinot pārlūkot šo vietni, jūs piekrītat sīkdatņu izmantošanai.Vairāk informācijas.
Kad tiek ziņots par ceļu satiksmes negadījumu un kāds no transportlīdzekļiem pamet notikuma vietu, kriminālistikas laboratorijām bieži tiek uzdots atgūt pierādījumus.
Atlikušie pierādījumi ir izsisti stikli, salauzti priekšējie lukturi, aizmugurējie lukturi vai buferi, kā arī sānslīdes pēdas un krāsas paliekas.Kad transportlīdzeklis saduras ar priekšmetu vai cilvēku, krāsa, visticamāk, pāriet plankumu vai skaidu veidā.
Automobiļu krāsa parasti ir sarežģīts dažādu sastāvdaļu maisījums, kas uzklāts vairākos slāņos.Lai gan šī sarežģītība sarežģī analīzi, tā sniedz arī daudz potenciāli svarīgas informācijas transportlīdzekļa identificēšanai.
Ramana mikroskopija un Furjē transformācijas infrasarkanais starojums (FTIR) ir dažas no galvenajām metodēm, ko var izmantot, lai atrisinātu šādas problēmas un atvieglotu konkrētu slāņu nesagraujošu analīzi kopējā pārklājuma struktūrā.
Krāsas mikroshēmas analīze sākas ar spektrālajiem datiem, kurus var tieši salīdzināt ar kontroles paraugiem vai izmantot kopā ar datu bāzi, lai noteiktu transportlīdzekļa marku, modeli un gadu.
Karaliskā Kanādas kalnu policija (RCMP) uztur vienu šādu datu bāzi — Paint Data Query (PDQ) datu bāzi.Iesaistītajām tiesu medicīnas laboratorijām var piekļūt jebkurā laikā, lai palīdzētu uzturēt un paplašināt datubāzi.
Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta pirmajam analīzes procesa posmam: spektrālo datu vākšana no krāsu mikroshēmām, izmantojot FTIR un Ramana mikroskopiju.
FTIR dati tika savākti, izmantojot Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR mikroskopu;Pilnīgi Ramana dati tika savākti, izmantojot Thermo Scientific™ DXR3xi Ramana mikroskopu.No bojātajām automašīnas daļām izņemtas krāsas šķembas: viena nošķelta no durvju paneļa, otra no bampera.
Standarta šķērsgriezuma paraugu piestiprināšanas metode ir to atliešana ar epoksīdu, bet, ja sveķi iekļūst paraugā, var tikt ietekmēti analīzes rezultāti.Lai to novērstu, krāsas gabali šķērsgriezumā tika novietoti starp divām poli(tetrafluoretilēna) (PTFE) loksnēm.
Pirms analīzes krāsas mikroshēmas šķērsgriezums tika manuāli atdalīts no PTFE un mikroshēma tika novietota uz bārija fluorīda (BaF2) loga.FTIR kartēšana tika veikta pārraides režīmā, izmantojot 10 x 10 µm2 apertūru, optimizētu 15x objektīvu un kondensatoru un 5 µm soli.
Tie paši paraugi tika izmantoti Ramana analīzei, lai nodrošinātu konsekvenci, lai gan plāns BaF2 loga šķērsgriezums nav nepieciešams.Ir vērts atzīmēt, ka BaF2 Ramana maksimums ir 242 cm-1, ko dažos spektros var uzskatīt par vāju maksimumu.Signālu nevajadzētu saistīt ar krāsas pārslām.
Iegūstiet Ramana attēlus, izmantojot attēla pikseļu izmērus 2 µm un 3 µm.Galveno komponentu virsotnēm tika veikta spektrālā analīze, un identifikācijas procesu palīdzēja izmantot tādas metodes kā daudzkomponentu meklēšana, salīdzinot ar komerciāli pieejamām bibliotēkām.
Rīsi.1. Tipiska četru slāņu automobiļu krāsas parauga diagramma (pa kreisi).Krāsu skaidu šķērsgriezuma video mozaīka, kas uzņemta no automašīnas durvīm (pa labi).Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific — materiāli un strukturālā analīze
Lai gan krāsas pārslu slāņu skaits paraugā var atšķirties, paraugi parasti sastāv no aptuveni četriem slāņiem (1. attēls).Slānis, kas tiek uzklāts tieši uz metāla pamatnes, ir elektroforētiskā grunts slānis (apmēram 17-25 µm biezs), kas kalpo metāla aizsardzībai no apkārtējās vides iedarbības un kalpo kā montāžas virsma nākamajiem krāsas slāņiem.
Nākamais slānis ir papildu gruntējums, tepe (apm. 30-35 mikronu biezumā), lai nodrošinātu gludu virsmu nākamajai krāsas slāņu sērijai.Pēc tam nāk bāzes kārta vai bāzes kārta (apmēram 10-20 µm biezumā), kas sastāv no bāzes krāsas pigmenta.Pēdējais slānis ir caurspīdīgs aizsargslānis (apmēram 30-50 mikronu biezs), kas arī nodrošina spīdīgu apdari.
Viena no galvenajām problēmām ar krāsas pēdu analīzi ir tā, ka ne visi krāsas slāņi uz oriģinālā transportlīdzekļa noteikti ir redzami kā krāsas šķembas un plankumi.Turklāt paraugiem no dažādiem reģioniem var būt atšķirīgs sastāvs.Piemēram, krāsas šķembas uz bufera var sastāvēt no bufera materiāla un krāsas.
Krāsas mikroshēmas redzamais šķērsgriezuma attēls ir parādīts 1. attēlā. Redzamajā attēlā ir redzami četri slāņi, kas korelē ar četriem slāņiem, kas identificēti ar infrasarkano staru analīzi.
Pēc visa šķērsgriezuma kartēšanas atsevišķi slāņi tika identificēti, izmantojot dažādu pīķu apgabalu FTIR attēlus.Attēlos ir parādīti četru slāņu reprezentatīvie spektri un saistītie FTIR attēli.2. Pirmais slānis atbilda caurspīdīgam akrila pārklājumam, kas sastāv no poliuretāna, melamīna (pīķa pie 815 cm-1) un stirola.
Otrais slānis, pamata (krāsu) slānis un caurspīdīgais slānis ir ķīmiski līdzīgi un sastāv no akrila, melamīna un stirola.
Lai gan tie ir līdzīgi un nav identificēti specifiski pigmenta pīķi, spektri joprojām uzrāda atšķirības, galvenokārt pīķu intensitātes ziņā.1. slāņa spektrs uzrāda spēcīgākus maksimumus pie 1700 cm-1 (poliuretāns), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) un 762 cm-1.
Maksimālās intensitātes 2. slāņa spektrā palielinās pie 2959 cm-1 (metil), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (ēteris), 1077 cm-1 (ēteris) un 731 cm-1.Virsmas slāņa spektrs atbilda izoftalskābes bāzes alkīda sveķu bibliotēkas spektram.
Galīgais e-coat grunts slānis ir epoksīds un, iespējams, poliuretāns.Galu galā rezultāti saskanēja ar tiem, kas parasti atrodami automobiļu krāsās.
Katra slāņa dažādo komponentu analīze tika veikta, izmantojot komerciāli pieejamas FTIR bibliotēkas, nevis automobiļu krāsu datu bāzes, tāpēc, lai gan atbilstības ir reprezentatīvas, tās var nebūt absolūtas.
Izmantojot datubāzi, kas paredzēta šāda veida analīzei, palielināsies pat transportlīdzekļa markas, modeļa un gada redzamība.
2. attēls. Četru identificētu slāņu reprezentatīvie FTIR spektri noslīpētas automašīnas durvju krāsas šķērsgriezumā.Infrasarkanie attēli tiek ģenerēti no maksimumu reģioniem, kas saistīti ar atsevišķiem slāņiem un tiek uzlikti uz video attēla.Sarkanie apgabali parāda atsevišķu slāņu atrašanās vietu.Izmantojot 10 x 10 µm2 atvērumu un 5 µm pakāpiena izmēru, infrasarkanais attēls aptver 370 x 140 µm2 lielu laukumu.Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific — materiāli un strukturālā analīze
Uz att.3 ir redzams video attēls ar bufera krāsas šķembu šķērsgriezumu, ir skaidri redzami vismaz trīs slāņi.
Infrasarkanie šķērsgriezuma attēli apstiprina trīs atšķirīgu slāņu klātbūtni (4. att.).Ārējais slānis ir caurspīdīgs pārklājums, visticamāk, poliuretāns un akrils, kas bija konsekvents, salīdzinot ar caurspīdīgā pārklājuma spektriem komerciālās kriminālistikas bibliotēkās.
Lai gan pamata (krāsu) pārklājuma spektrs ir ļoti līdzīgs caurspīdīgā pārklājuma spektram, tas joprojām ir pietiekami atšķirīgs, lai to atšķirtu no ārējā slāņa.Pīķu relatīvajā intensitātē ir būtiskas atšķirības.
Trešais slānis var būt pats bufera materiāls, kas sastāv no polipropilēna un talka.Talku var izmantot kā polipropilēna pastiprinošu pildvielu, lai uzlabotu materiāla strukturālās īpašības.
Abi ārējie slāņi atbilda tiem, kas tika izmantoti automobiļu krāsā, bet gruntskrāsā netika identificēti specifiski pigmenta pīķi.
Rīsi.3. Video mozaīka ar krāsas šķembu šķērsgriezumu, kas ņemts no automašīnas bufera.Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific – materiālu un strukturālā analīze
Rīsi.4. Trīs identificētu slāņu reprezentatīvie FTIR spektri krāsas šķembu šķērsgriezumā uz bufera.Infrasarkanie attēli tiek ģenerēti no maksimumu reģioniem, kas saistīti ar atsevišķiem slāņiem un tiek uzlikti uz video attēla.Sarkanie apgabali parāda atsevišķu slāņu atrašanās vietu.Izmantojot 10 x 10 µm2 atvērumu un 5 µm pakāpiena izmēru, infrasarkanais attēls aptver 535 x 360 µm2 lielu laukumu.Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific — materiāli un strukturālā analīze
Ramana attēlveidošanas mikroskopiju izmanto, lai analizētu virkni šķērsgriezumu, lai iegūtu papildu informāciju par paraugu.Tomēr Ramana analīzi sarežģī parauga izstarotā fluorescence.Tika pārbaudīti vairāki dažādi lāzera avoti (455 nm, 532 nm un 785 nm), lai novērtētu līdzsvaru starp fluorescences intensitāti un Ramana signāla intensitāti.
Krāsu šķembu analīzei uz durvīm vislabākos rezultātus iegūst lāzers ar viļņa garumu 455 nm;lai gan fluorescence joprojām pastāv, tās novēršanai var izmantot bāzes korekciju.Tomēr šī pieeja nebija veiksmīga epoksīda slāņiem, jo ​​fluorescence bija pārāk ierobežota un materiāls bija jutīgs pret lāzera bojājumiem.
Lai gan daži lāzeri ir labāki par citiem, neviens lāzers nav piemērots epoksīda analīzei.Krāsu šķembu Ramana šķērsgriezuma analīze uz bufera, izmantojot 532 nm lāzeru.Fluorescences ieguldījums joprojām pastāv, bet tiek noņemts ar sākotnējās korekcijas palīdzību.
Rīsi.5. Automašīnas durvju skaidas parauga pirmajiem trim slāņiem reprezentatīvie Ramana spektri (pa labi).Ceturtais slānis (epoksīds) tika zaudēts parauga izgatavošanas laikā.Spektri tika koriģēti, lai novērstu fluorescences efektu, un savākti, izmantojot 455 nm lāzeru.Tika parādīts laukums 116 x 100 µm2, izmantojot pikseļu izmēru 2 µm.Šķērsgriezuma video mozaīka (augšējā kreisajā pusē).Daudzdimensiju Ramana līknes izšķirtspējas (MCR) šķērsgriezuma attēls (apakšējā kreisajā pusē).Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific — materiāli un strukturālā analīze
Automašīnas durvju krāsas gabala šķērsgriezuma Ramana analīze ir parādīta 5. attēlā;šajā paraugā nav redzams epoksīda slānis, jo tas tika zaudēts sagatavošanas laikā.Tomēr, tā kā epoksīda slāņa Ramana analīze tika atzīta par problemātisku, to neuzskatīja par problēmu.
1. slāņa Ramana spektrā dominē stirola klātbūtne, savukārt karbonila maksimums ir daudz mazāk intensīvs nekā IR spektrā.Salīdzinot ar FTIR, Ramana analīze parāda būtiskas atšķirības pirmā un otrā slāņa spektros.
Pamatkārtai vistuvākā Ramana atbilstība ir perilēns;Lai gan perilēna atvasinājumi nav precīza atbilstība, ir zināms, ka tos izmanto pigmentos automobiļu krāsās, tāpēc tie var attēlot pigmentu krāsas slānī.
Virsmas spektri saskanēja ar izoftalskābes alkīda sveķiem, taču tie arī atklāja titāna dioksīda (TiO2, rutila) klātbūtni paraugos, ko dažkārt bija grūti noteikt ar FTIR atkarībā no spektrālās robežas.
Rīsi.6. Reprezentatīvais Ramana spektrs krāsas šķembu paraugam uz bufera (pa labi).Spektri tika koriģēti, lai novērstu fluorescences efektu, un savākti, izmantojot 532 nm lāzeru.Tika parādīts laukums 195 x 420 µm2, izmantojot pikseļu izmēru 3 µm.Šķērsgriezuma video mozaīka (augšējā kreisajā pusē).Daļēja šķērsgriezuma Ramana MCR attēls (apakšējā kreisajā pusē).Attēla kredīts: Thermo Fisher Scientific – materiālu un strukturālā analīze
Uz att.6. attēlā parādīti rezultāti, kas iegūti pēc Ramana izkliedes krāsas šķembu šķērsgriezumā uz bufera.Ir atklāts papildu slānis (3. slānis), kuru FTIR iepriekš nebija atklājis.
Vistuvāk ārējam slānim atrodas stirola, etilēna un butadiēna kopolimērs, taču ir arī pierādījumi par papildu nezināmas sastāvdaļas klātbūtni, par ko liecina neliels neizskaidrojams karbonila pīķis.
Pamatkārtas spektrs var atspoguļot pigmenta sastāvu, jo spektrs zināmā mērā atbilst ftalocianīna savienojumam, ko izmanto kā pigmentu.
Iepriekš nezināmais slānis ir ļoti plāns (5 µm) un daļēji sastāv no oglekļa un rutila.Sakarā ar šī slāņa biezumu un faktu, ka TiO2 un oglekli ir grūti noteikt ar FTIR, nav pārsteidzoši, ka tie netika atklāti ar IR analīzi.
Saskaņā ar FT-IR rezultātiem ceturtais slānis (bampera materiāls) tika identificēts kā polipropilēns, bet Ramana analīze arī parādīja oglekļa klātbūtni.Lai gan nevar izslēgt FITR novēroto talka klātbūtni, nevar veikt precīzu identifikāciju, jo atbilstošā Ramana virsotne ir pārāk maza.
Automobiļu krāsas ir sarežģīti sastāvdaļu maisījumi, un, lai gan tas var sniegt daudz identificējošas informācijas, tas arī padara analīzi par lielu izaicinājumu.Krāsas šķembu zīmes var efektīvi noteikt, izmantojot Nicolet RaptIR FTIR mikroskopu.
FTIR ir nesagraujoša analīzes metode, kas sniedz noderīgu informāciju par dažādiem automobiļu krāsas slāņiem un sastāvdaļām.
Šajā rakstā ir apskatīta krāsu slāņu spektroskopiskā analīze, taču rūpīgāka rezultātu analīze, izmantojot tiešu salīdzinājumu ar aizdomīgiem transportlīdzekļiem vai speciālas spektrālās datu bāzes, var sniegt precīzāku informāciju, lai pierādījumus saskaņotu ar tā avotu.