Вести

Ние користиме колачиња за да го подобриме вашето искуство.Продолжувајќи да ја прелистувате оваа страница, се согласувате со нашата употреба на колачиња.Повеќе информации.
Кога ќе се пријави сообраќајна несреќа и едно од возилата го напушта местото на настанот, форензичките лаборатории често имаат задача да ги подигнат доказите.
Преостанатиот доказ вклучува скршено стакло, скршени фарови, задни светла или браници, како и траги од лизгање и остатоци од боја.Кога возилото ќе се судри со предмет или лице, бојата најверојатно ќе се пренесе во форма на дамки или чипс.
Автомобилската боја е обично сложена мешавина од различни состојки кои се нанесуваат во повеќе слоеви.Иако оваа сложеност ја комплицира анализата, таа исто така обезбедува многу потенцијално важни информации за идентификација на возилото.
Раманската микроскопија и Фуриевата трансформација на инфрацрвена боја (FTIR) се некои од главните техники кои можат да се користат за решавање на ваквите проблеми и олеснување на недеструктивната анализа на специфичните слоеви во целокупната структура на облогата.
Анализата на чиповите за боја започнува со спектрални податоци кои може директно да се споредат со контролните примероци или да се користат заедно со базата на податоци за да се одреди марката, моделот и годината на возилото.
Кралската канадска монтирана полиција (RCMP) одржува една таква база на податоци, базата на податоци Paint Data Query (PDQ).Во секое време може да се пристапи до форензичките лаборатории за да се помогне во одржувањето и проширувањето на базата на податоци.
Оваа статија се фокусира на првиот чекор во процесот на анализа: собирање спектрални податоци од чипови за боја користејќи FTIR и Раман микроскопија.
Податоците FTIR беа собрани со помош на микроскоп Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR;комплетните податоци за Раман беа собрани со помош на микроскоп Thermo Scientific™ DXR3xi Raman.Чиповите за боја беа земени од оштетените делови на автомобилот: едниот исечен од панелот на вратата, другиот од браникот.
Стандардниот метод за прицврстување на примероци со попречен пресек е нивно леење со епоксид, но ако смолата проникне во примерокот, резултатите од анализата може да бидат засегнати.За да се спречи ова, парчињата боја беа поставени помеѓу два листа поли(тетрафлуороетилен) (тефлонски) на пресек.
Пред анализата, пресекот на чипот за боја беше рачно одвоен од тефлонскиот и чипот беше поставен на прозорец со бариум флуорид (BaF2).Мапирањето FTIR беше изведено во режим на пренос со користење на отвор од 10 x 10 µm2, оптимизиран објект и кондензатор 15x и чекор од 5 µm.
Истите примероци беа користени за Раманова анализа за конзистентност, иако не е потребен тенок пресек на прозорецот BaF2.Вреди да се напомене дека BaF2 има врв на Раман на 242 cm-1, што може да се види како слаб врв во некои спектри.Сигналот не треба да се поврзува со снегулки од боја.
Добијте слики од Раман користејќи големини на пиксели на слики од 2 µm и 3 µm.Спектралната анализа беше изведена на врвовите на главните компоненти и процесот на идентификација беше потпомогнат со употреба на техники како што се повеќекомпонентни пребарувања во споредба со комерцијално достапните библиотеки.
Ориз.1. Дијаграм на типичен четирислоен примерок за автомобилска боја (лево).Пресечен видео мозаик на чипови за боја земени од врата од автомобил (десно).Кредит на слика: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
Иако бројот на слоеви на снегулки од боја во примерокот може да варира, примероците обично се состојат од приближно четири слоја (Слика 1).Слојот кој се нанесува директно на металната подлога е слој од електрофоретски прајмер (дебели приближно 17-25 µm) кој служи за заштита на металот од околината и служи како монтажна површина за следните слоеви на боја.
Следниот слој е дополнителен прајмер, кит (приближно 30-35 микрони дебел) за да се обезбеди мазна површина за следната серија слоеви на боја.Потоа доаѓа основниот слој или основен слој (околу 10-20 µm дебел) кој се состои од основниот пигмент за боја.Последниот слој е проѕирен заштитен слој (приближно 30-50 микрони дебел) кој исто така обезбедува сјајна завршница.
Еден од главните проблеми со анализата на трагите на бојата е тоа што не сите слоеви боја на оригиналното возило се нужно присутни како чипови и флеки од боја.Покрај тоа, примероците од различни региони може да имаат различен состав.На пример, чиповите за боја на браник може да се состојат од материјал за браник и боја.
Видливиот пресек на сликата на чипот за боја е прикажана на Слика 1. На видливата слика се видливи четири слоја, што е во корелација со четирите слоеви идентификувани со инфрацрвена анализа.
По мапирањето на целиот пресек, поединечните слоеви беа идентификувани со помош на FTIR слики од различни области на врвови.Репрезентативните спектри и придружните FTIR слики на четирите слоеви се прикажани на Сл.2. Првиот слој одговараше на проѕирна акрилна обвивка која се состои од полиуретан, меламин (пик на 815 cm-1) и стирен.
Вториот слој, основниот (боја) слој и проѕирниот слој се хемиски слични и се состојат од акрил, меламин и стирен.
Иако тие се слични и не се идентификувани специфични пигментни врвови, спектрите сè уште покажуваат разлики, главно во однос на максималниот интензитет.Спектарот на слојот 1 покажува посилни врвови на 1700 cm-1 (полиуретан), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) и 762 cm-1.
Врвните интензитети во спектарот на слојот 2 се зголемуваат на 2959 cm-1 (метил), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (етер), 1077 cm-1 (етер) и 731 cm-1.Спектарот на површинскиот слој одговараше на библиотечниот спектар на алкидна смола базирана на изофтална киселина.
Последниот слој на прајмерот за е-слој е епоксиден и можеби полиуретан.На крајот, резултатите беа конзистентни со оние што вообичаено се наоѓаат во автомобилските бои.
Анализата на различните компоненти во секој слој беше изведена со користење на комерцијално достапните FTIR библиотеки, а не бази на податоци за автомобилска боја, така што иако совпаѓањата се репрезентативни, тие можеби не се апсолутни.
Користењето на база на податоци дизајнирана за овој тип на анализа ќе ја зголеми видливоста дури и на марката, моделот и годината на возилото.
Слика 2. Репрезентативни FTIR спектри на четири идентификувани слоеви во пресек на исечена боја на вратата на автомобилот.Инфрацрвените слики се генерираат од врвните региони поврзани со поединечни слоеви и надредени на видео-сликата.Црвените области ја покажуваат локацијата на поединечните слоеви.Користејќи отвор од 10 x 10 µm2 и големина на чекор од 5 µm, инфрацрвената слика покрива површина од 370 x 140 µm2.Кредит на слика: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
На сл.3 прикажува видео-слика на пресек на чипови за боја на браник, јасно се видливи најмалку три слоја.
Инфрацрвените слики со пресек го потврдуваат присуството на три различни слоеви (сл. 4).Надворешниот слој е проѕирен слој, најверојатно полиуретан и акрилик, што беше конзистентно кога се споредуваше со спектрите на чист слој во комерцијалните форензички библиотеки.
Иако спектарот на основната (боја) облога е многу сличен со оној на проѕирната обвивка, сепак е доволно различен за да се разликува од надворешниот слој.Има значителни разлики во релативниот интензитет на врвовите.
Третиот слој може да биде самиот материјал на браникот, кој се состои од полипропилен и талк.Талкот може да се користи како засилувач за полнење за полипропилен за подобрување на структурните својства на материјалот.
Двата надворешни слоеви беа конзистентни со оние што се користат во автомобилската боја, но не беа идентификувани специфични пигментни врвови во премазот.
Ориз.3. Видео мозаик на пресек на чипови за боја земени од браник на автомобил.Кредит на сликата: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
Ориз.4. Репрезентативни FTIR спектри на три идентификувани слоеви во пресек на чипови за боја на браник.Инфрацрвените слики се генерираат од врвните региони поврзани со поединечни слоеви и надредени на видео-сликата.Црвените области ја покажуваат локацијата на поединечните слоеви.Користејќи отвор од 10 x 10 µm2 и големина на чекор од 5 µm, инфрацрвената слика покрива површина од 535 x 360 µm2.Кредит на слика: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
Раман визуелна микроскопија се користи за анализа на серија пресеци за да се добијат дополнителни информации за примерокот.Сепак, Рамановата анализа е комплицирана од флуоресценцијата што ја емитува примерокот.Неколку различни ласерски извори (455 nm, 532 nm и 785 nm) беа тестирани за да се оцени рамнотежата помеѓу интензитетот на флуоресценција и интензитетот на Раман сигналот.
За анализа на чипови за боја на вратите, најдобри резултати се добиваат со ласер со бранова должина од 455 nm;иако флуоресценцијата сè уште е присутна, може да се користи корекција на основата за да се спротивстави на неа.Сепак, овој пристап не беше успешен на епоксидните слоеви бидејќи флуоресценцијата беше премногу ограничена и материјалот беше подложен на ласерско оштетување.
Иако некои ласери се подобри од другите, ниту еден ласер не е погоден за епоксидна анализа.Раман анализа на пресек на чипови за боја на браник со помош на ласер од 532 nm.Придонесот за флуоресценција е сè уште присутен, но отстранет со корекција на основната линија.
Ориз.5. Претставнички Раман спектри на првите три слоја на примерок од чип на врата од автомобил (десно).Четвртиот слој (епоксид) е изгубен за време на производството на примерокот.Спектрите беа коригирани за да се отстрани ефектот на флуоресценција и беа собрани со помош на ласер од 455 nm.Површина од 116 x 100 µm2 беше прикажана со големина на пиксели од 2 µm.Видео мозаик со пресек (горе лево).Слика на пресек со повеќедимензионална резолуција на кривата на Раман (MCR) (долу лево).Кредит на слика: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
Рамановата анализа на пресек на парче боја за врата на автомобилот е прикажана на слика 5;овој примерок не го покажува епоксидниот слој бидејќи се изгубил при подготовката.Меѓутоа, бидејќи беше откриено дека Раман анализата на епоксидниот слој е проблематична, ова не се сметаше за проблем.
Присуството на стирен доминира во Раман спектарот на слојот 1, додека карбонилниот врв е многу помалку интензивен отколку во IR спектарот.Во споредба со FTIR, анализата на Раман покажува значителни разлики во спектрите на првиот и вториот слој.
Најблискиот раман натпревар до основниот слој е перилен;иако не е точно совпаѓање, познато е дека дериватите на перилен се користат во пигменти во автомобилската боја, така што може да претставува пигмент во слојот на бојата.
Површинските спектри беа конзистентни со изофталните алкидни смоли, но тие исто така открија присуство на титаниум диоксид (TiO2, рутил) во примероците, што понекогаш беше тешко да се открие со FTIR, во зависност од спектралниот прекин.
Ориз.6. Репрезентативен Раман спектар на примерок од чипови за боја на браник (десно).Спектрите беа коригирани за да се отстрани ефектот на флуоресценција и беа собрани со помош на ласер од 532 nm.Површина од 195 x 420 µm2 беше прикажана со големина на пиксели од 3 µm.Видео мозаик со пресек (горе лево).Раман MCR слика на делумен пресек (долно лево).Кредит на сликата: Thermo Fisher Scientific – Материјали и структурна анализа
На сл.6 ги прикажува резултатите од Раманското расејување на пресек на чипови за боја на браник.Откриен е дополнителен слој (слој 3) кој претходно не бил откриен од FTIR.
Најблиску до надворешниот слој е кополимер од стирен, етилен и бутадиен, но има и докази за присуство на дополнителна непозната компонента, како што е потврдено со мал необјаснив карбонилен врв.
Спектарот на основната обвивка може да го одразува составот на пигментот, бидејќи спектарот до одреден степен одговара на соединението на фталоцијанин што се користи како пигмент.
Досега непознатиот слој е многу тенок (5 µm) и делумно составен од јаглерод и рутил.Поради дебелината на овој слој и фактот што TiO2 и јаглеродот тешко се откриваат со FTIR, не е чудно што тие не беа откриени со IR анализа.
Според резултатите од FT-IR, четвртиот слој (материјалот на браникот) бил идентификуван како полипропилен, но раманската анализа покажала и присуство на малку јаглерод.Иако присуството на талк забележано во FITR не може да се исклучи, не може да се направи точна идентификација бидејќи соодветниот врв на Раман е премногу мал.
Автомобилските бои се сложени мешавини на состојки и иако ова може да обезбеди многу информации за идентификација, исто така ја прави анализата голем предизвик.Трагите од чиповите за боја може ефективно да се детектираат со помош на микроскопот Nicolet RaptIR FTIR.
FTIR е техника на недеструктивна анализа која обезбедува корисни информации за различните слоеви и компоненти на автомобилската боја.
Оваа статија ја разгледува спектроскопската анализа на слоевите на бојата, но потемелната анализа на резултатите, или преку директна споредба со сомнителните возила или преку посветени спектрални бази на податоци, може да обезбеди попрецизни информации за усогласување на доказите со нивниот извор.