жаңалықтар

Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз.Осы сайтты қарауды жалғастыра отырып, сіз cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз.Көбірек ақпарат.
Жол-көлік оқиғасы туралы хабарланып, көліктердің бірі оқиға орнынан кетіп қалғанда, көбінесе криминалистикалық зертханаларға дәлелдемелерді қалпына келтіру тапсырылады.
Қалған дәлелдерге сынған әйнек, сынған фаралар, артқы шамдар немесе бамперлер, сондай-ақ сырғанау іздері мен бояу қалдықтары жатады.Көлік затпен немесе адаммен соқтығысқан кезде бояу дақтар немесе чиптер түрінде өтуі мүмкін.
Автокөлік бояуы әдетте бірнеше қабаттарда қолданылатын әртүрлі ингредиенттердің күрделі қоспасы болып табылады.Бұл күрделілік талдауды қиындатқанымен, көлік құралын сәйкестендіру үшін әлеуетті маңызды ақпараттың көптігін қамтамасыз етеді.
Раман микроскопиясы және Фурье трансформациясы инфрақызыл (FTIR) осындай мәселелерді шешуге және жалпы жабын құрылымындағы нақты қабаттарды бұзбайтын талдауға көмектесетін негізгі әдістердің кейбірі болып табылады.
Бояу чиптерін талдау бақылау үлгілерімен тікелей салыстыруға немесе көліктің маркасын, моделін және жылын анықтау үшін дерекқормен бірге пайдалануға болатын спектрлік деректерден басталады.
Канаданың корольдік полициясы (RCMP) осындай дерекқордың бірін, Paint Data Query (PDQ) дерекқорын жүргізеді.Қатысушы сот-медициналық зертханаларға дерекқорды сақтауға және кеңейтуге көмектесу үшін кез келген уақытта қол жеткізуге болады.
Бұл мақала талдау процесінің бірінші қадамына бағытталған: FTIR және Раман микроскопиясын пайдаланып бояу чиптерінен спектрлік деректерді жинау.
FTIR деректері Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR микроскопының көмегімен жиналды;толық Raman деректері Thermo Scientific™ DXR3xi Raman микроскопының көмегімен жиналды.Бояу чиптері автокөліктің зақымдалған бөліктерінен алынды: біреуі есік панелінен, екіншісі бамперден сынған.
Көлденең қима үлгілерді бекітудің стандартты әдісі оларды эпоксидпен құю болып табылады, бірақ шайыр үлгіге еніп кетсе, талдау нәтижелеріне әсер етуі мүмкін.Бұған жол бермеу үшін бояу бөліктері екі поли(тетрафторэтилен) (PTFE) парағының арасына көлденең қимасы бойынша орналастырылды.
Талдау алдында бояу чипінің көлденең қимасы PTFE-ден қолмен бөлініп, чип барий фториді (BaF2) терезесіне орналастырылды.FTIR салыстыру беру режимінде 10 x 10 мкм2 саңылау, оңтайландырылған 15x объективті және конденсатор және 5 мкм қадам арқылы орындалды.
Дәл осындай үлгілер дәйектілік үшін Раман талдауы үшін пайдаланылды, бірақ жұқа BaF2 терезе қимасы қажет емес.Айта кетейік, BaF2 242 см-1 шамасында Раман шыңына ие, оны кейбір спектрлерде әлсіз шың ретінде көруге болады.Сигнал бояу қабыршақтарымен байланысты болмауы керек.
2 мкм және 3 мкм кескін пикселдерінің өлшемдерін пайдаланып, Раман кескіндерін алыңыз.Спектрлік талдау негізгі құрамдас шыңдарда орындалды және сәйкестендіру процесіне коммерциялық қолжетімді кітапханалармен салыстырғанда көп компонентті іздеулер сияқты әдістерді пайдалану көмектесті.
Күріш.1. Әдеттегі төрт қабатты автомобиль бояу үлгісінің диаграммасы (сол жақта).Көлік есігінен алынған бояу чиптерінің көлденең қимасы бейне мозаикасы (оң жақта).Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Үлгідегі бояу қабыршақтарының қабаттарының саны әртүрлі болуы мүмкін болса да, үлгілер әдетте шамамен төрт қабаттан тұрады (1-сурет).Металл негізге тікелей қолданылатын қабат металды қоршаған ортадан қорғауға қызмет ететін және бояудың келесі қабаттары үшін бекіту беті ретінде қызмет ететін электрофоретикалық праймер қабаты (қалыңдығы шамамен 17-25 мкм) болып табылады.
Келесі қабат бояу қабаттарының келесі сериясы үшін тегіс бетті қамтамасыз ету үшін қосымша праймер, замазка (қалыңдығы шамамен 30-35 микрон).Содан кейін негізгі бояу пигментінен тұратын негізгі жабын немесе негізгі жабын (қалыңдығы шамамен 10-20 мкм) келеді.Соңғы қабат - мөлдір қорғаныс қабаты (қалыңдығы шамамен 30-50 микрон), ол сонымен қатар жылтыр қабат береді.
Бояу іздерін талдаудың негізгі мәселелерінің бірі - түпнұсқа көліктегі бояудың барлық қабаттары міндетті түрде бояу чиптері мен дақтары ретінде болмауы.Сонымен қатар, әртүрлі аймақтардағы үлгілер әртүрлі құрамға ие болуы мүмкін.Мысалы, бампердегі бояу чиптері бампер материалы мен бояудан тұруы мүмкін.
Бояу чипінің көрінетін көлденең қимасының кескіні 1-суретте көрсетілген. Көрінетін кескінде төрт қабат көрінеді, ол инфрақызыл талдау арқылы анықталған төрт қабатпен корреляцияланады.
Бүкіл көлденең қиманы картаға түсіргеннен кейін әртүрлі шыңдық аймақтардың FTIR кескіндері арқылы жеке қабаттар анықталды.Төрт қабаттың репрезентативті спектрлері және олармен байланысты FTIR кескіндері суретте көрсетілген.2. Бірінші қабат полиуретан, меламин (815 см-1 шыңы) және стиролдан тұратын мөлдір акрил жабынына сәйкес келді.
Екінші қабат, негізгі (түсті) қабат және мөлдір қабат химиялық жағынан ұқсас және акрил, меламин және стиролдан тұрады.
Олар ұқсас болғанымен және арнайы пигменттік шыңдары анықталмағанымен, спектрлер әлі де айырмашылықтарды көрсетеді, негізінен ең жоғары қарқындылық бойынша.1-қабат спектрі 1700 см-1 (полиуретан), 1490 см-1, 1095 см-1 (СО) және 762 см-1-де күштірек шыңдарды көрсетеді.
2-қабат спектріндегі ең жоғары қарқындылық 2959 см-1 (метил), 1303 см-1, 1241 см-1 (эфир), 1077 см-1 (эфир) және 731 см-1 өседі.Беткі қабаттың спектрі изофтал қышқылына негізделген алкидті шайырдың кітапханалық спектріне сәйкес келді.
E-coat праймерінің соңғы қабаты эпоксидті және полиуретан болуы мүмкін.Сайып келгенде, нәтижелер автомобиль бояуларында жиі кездесетін нәтижелерге сәйкес болды.
Әрбір қабаттағы әртүрлі құрамдастардың талдауы автомобиль бояуларының дерекқорларын емес, коммерциялық қолжетімді FTIR кітапханаларын пайдалану арқылы орындалды, сондықтан сәйкестіктер репрезентативті болғанымен, олар абсолютті болмауы мүмкін.
Талдаудың осы түріне арналған дерекқорды пайдалану тіпті көліктің маркасы, моделі мен жылының көрінуін арттырады.
Сурет 2. Көлік есігінің жаңқа бояуының көлденең қимасындағы анықталған төрт қабаттың FTIR репрезентативті спектрлері.Инфрақызыл кескіндер жеке қабаттармен байланысты шыңдық аймақтардан жасалады және бейне кескіннің үстіне қойылады.Қызыл аймақтар жеке қабаттардың орналасуын көрсетеді.10 x 10 мкм2 диафрагманы және 5 мкм қадам өлшемін пайдаланып, инфрақызыл кескін 370 x 140 мкм2 аумақты қамтиды.Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Суретте.3 бампер бояу чиптерінің көлденең қимасының бейне кескінін көрсетеді, кем дегенде үш қабат анық көрінеді.
Инфрақызыл қима кескіндері үш айқын қабаттың болуын растайды (Cурет 4).Сыртқы қабат мөлдір жабын, ең алдымен полиуретан және акрил, коммерциялық сот-медициналық кітапханалардағы мөлдір жабын спектрлерімен салыстырғанда сәйкес келеді.
Негізгі (түсті) жабынның спектрі мөлдір жабынға өте ұқсас болғанымен, ол әлі де сыртқы қабаттан ерекшелену үшін жеткілікті түрде ерекшеленеді.Шыңдардың салыстырмалы қарқындылығында айтарлықтай айырмашылықтар бар.
Үшінші қабат полипропилен мен тальктен тұратын бампер материалының өзі болуы мүмкін.Материалдың құрылымдық қасиеттерін жақсарту үшін тальк полипропилен үшін арматуралық толтырғыш ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Екі сыртқы жабын да автомобиль бояуында қолданылатындармен сәйкес болды, бірақ праймер қабатында арнайы пигментті шыңдар анықталмады.
Күріш.3. Автомобиль бамперінен алынған бояу чиптерінің көлденең қимасының бейне мозаикасы.Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Күріш.4. Бампердегі бояу чиптерінің көлденең қимасында анықталған үш қабаттың FTIR репрезентативті спектрлері.Инфрақызыл кескіндер жеке қабаттармен байланысты шыңдық аймақтардан жасалады және бейне кескіннің үстіне қойылады.Қызыл аймақтар жеке қабаттардың орналасуын көрсетеді.10 x 10 мкм2 диафрагманы және 5 мкм қадам өлшемін пайдаланып, инфрақызыл кескін 535 x 360 мкм2 аумақты қамтиды.Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Раман бейнелеу микроскопиясы үлгі туралы қосымша ақпарат алу үшін көлденең қималар сериясын талдау үшін қолданылады.Дегенмен, Раман талдауы үлгі шығаратын флуоресценциямен қиындайды.Флуоресценция қарқындылығы мен Раман сигналының қарқындылығы арасындағы тепе-теңдікті бағалау үшін бірнеше түрлі лазер көздері (455 нм, 532 нм және 785 нм) сыналған.
Есіктердегі бояу чиптерін талдау үшін ең жақсы нәтиже толқын ұзындығы 455 нм лазермен алынады;флуоресценция әлі де болса да, оған қарсы тұру үшін негізгі түзетуді қолдануға болады.Дегенмен, бұл тәсіл эпоксидті қабаттарда сәтті болмады, өйткені флуоресценция тым шектеулі және материал лазердің зақымдалуына сезімтал болды.
Кейбір лазерлер басқаларға қарағанда жақсырақ болғанымен, эпоксидті талдау үшін ешбір лазер жарамайды.532 нм лазер көмегімен бампердегі бояу чиптерінің Раман қимасының талдауы.Флуоресценция үлесі әлі де бар, бірақ бастапқы түзету арқылы жойылады.
Күріш.5. Автокөлік есігінің чип үлгісінің алғашқы үш қабатының өкілі Раман спектрлері (оң жақта).Төртінші қабат (эпоксид) үлгіні өндіру кезінде жоғалды.Спектрлер флуоресценция әсерін жою үшін бастапқы түзетілді және 455 нм лазер көмегімен жиналды.116 x 100 мкм2 аумақ 2 мкм пиксель өлшемі арқылы көрсетілді.Көлденең қима бейне мозаикасы (жоғарғы сол жақта).Көпөлшемді Raman Curve Resolution (MCR) көлденең қимасының кескіні (төменгі сол).Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Автокөлік есігінің бояу бөлігінің көлденең қимасының рамандық талдауы 5-суретте көрсетілген;бұл үлгіде эпоксидті қабат көрсетілмейді, себебі ол дайындық кезінде жоғалып кеткен.Дегенмен, эпоксидті қабаттың Раман талдауы проблемалы болып табылғандықтан, бұл мәселе ретінде қарастырылмады.
1-қабаттың Раман спектрінде стиролдың болуы басым, ал карбонил шыңы ИҚ спектріне қарағанда әлдеқайда аз қарқынды.FTIR-мен салыстырғанда Раман талдауы бірінші және екінші қабаттардың спектрлерінде айтарлықтай айырмашылықтарды көрсетеді.
Негізгі жабынға ең жақын Раман сәйкестігі - перилен;дәл сәйкес келмесе де, перилен туындылары автомобиль бояуындағы пигменттерде қолданылатыны белгілі, сондықтан ол түс қабатындағы пигментті көрсетуі мүмкін.
Беттік спектрлер изофталдық алкидті шайырларға сәйкес болды, бірақ олар сонымен қатар үлгілерде титан диоксидінің (TiO2, рутил) болуын анықтады, оны спектрлік кесіндіге байланысты FTIR арқылы анықтау кейде қиын болды.
Күріш.6. Бампердегі бояу чиптерінің үлгісінің репрезентативті Раман спектрі (оң жақта).Флуоресценция әсерін жою үшін спектрлер бастапқы түзетілді және 532 нм лазер көмегімен жиналды.195 x 420 мкм2 аумақ 3 мкм пиксел өлшемі арқылы көрсетілді.Көлденең қима бейне мозаикасы (жоғарғы сол жақта).Жартылай қиманың Raman MCR кескіні (төменгі сол жақта).Сурет несиесі: Thermo Fisher Scientific – Материалдар және құрылымдық талдау
Суретте.6 бампердегі бояу чиптерінің көлденең қимасының Раман шашырауының нәтижелерін көрсетеді.FTIR бұрын анықталмаған қосымша қабат (3-қабат) табылды.
Сыртқы қабатқа ең жақын орналасқан стирол, этилен және бутадиеннің сополимері, бірақ сонымен бірге қосымша белгісіз компоненттің болуы туралы дәлелдер бар, бұл шағын түсініксіз карбонил шыңымен дәлелденеді.
Негізгі жабынның спектрі пигменттің құрамын көрсетуі мүмкін, өйткені спектр пигмент ретінде пайдаланылатын фтаоцианин қосылысына белгілі бір дәрежеде сәйкес келеді.
Бұрын белгісіз қабат өте жұқа (5 ​​мкм) және ішінара көміртек пен рутилден тұрады.Бұл қабаттың қалыңдығына байланысты және TiO2 мен көміртекті FTIR арқылы анықтау қиын болғандықтан, олардың ИҚ талдауы арқылы анықталмауы ғажап емес.
FT-IR нәтижелеріне сәйкес, төртінші қабат (бампер материалы) полипропилен ретінде анықталды, бірақ Раман талдауы сонымен қатар көміртегінің бар екенін көрсетті.FITR-де байқалған тальктың болуын жоққа шығаруға болмайтынымен, дәл сәйкестендіру мүмкін емес, өйткені сәйкес Раман шыңы тым аз.
Автокөлік бояулары ингредиенттердің күрделі қоспалары болып табылады және бұл көптеген сәйкестендіру ақпаратын қамтамасыз ете алады, сонымен қатар талдауды үлкен қиындыққа айналдырады.Бояу чиптерінің белгілерін Nicolet RaptIR FTIR микроскопының көмегімен тиімді анықтауға болады.
FTIR - бұл автомобиль бояуының әртүрлі қабаттары мен құрамдас бөліктері туралы пайдалы ақпарат беретін бұзылмайтын талдау әдісі.
Бұл мақалада бояу қабаттарының спектроскопиялық талдауы талқыланады, бірақ күдікті көліктермен тікелей салыстыру немесе арнайы спектрлік дерекқорлар арқылы нәтижелерді мұқият талдау дәлелдемелерді оның көзіне сәйкестендіру үшін дәлірек ақпаратты қамтамасыз ете алады.