新型納米材料顯現(xiàn)常見疑難客體上手印的研究

摘 要：在基層民警辦案過程中現(xiàn)場(chǎng)手印的提取是獲取證據(jù)，找到破案思路的重要證據(jù)來源方法。在一些案件中，常由于遭到人為破壞或者現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)不力導(dǎo)致指紋提取困難。但是納米材料提取指紋可以一定程度上解決這個(gè)問題。三種現(xiàn)在常有的納米材料提取手印可以針對(duì)不同疑難客體提取缺損指紋。得益于納米材料對(duì)手印紋線提取的清晰度和高還原度，還有納米材料具有的較強(qiáng)選擇性，對(duì)于解決基層提取手印有很大幫助。這會(huì)給我們民警辦案縮短很長(zhǎng)時(shí)間，也會(huì)高度還原一些殘缺指紋，給破案提供新思路，找到更準(zhǔn)確地證據(jù)。

關(guān)鍵詞：手印 ;納米材料 ;疑難性客體

隨著科技的不斷的發(fā)展， 納米技術(shù)走進(jìn)我們的視野，納米材料是指在三維空間中至少有一維處在納米尺度范圍（1-100nm）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。納米材料這種獨(dú)特的性質(zhì)受到了國(guó)內(nèi)外法庭科學(xué)家的青睞，成為當(dāng)前手印專家研究的熱點(diǎn)，推動(dòng)了世界各國(guó)刑偵技術(shù)發(fā)展。：納米材料顯現(xiàn)手印是指采用納米技術(shù)方法處理留有手印檢材，使?jié)撛谑钟〕蔀榭梢娛钟D像，并將它們記錄下來進(jìn)行鑒定的方法。相對(duì)于傳統(tǒng)的手印顯現(xiàn)粉末材料易受潮、顯現(xiàn)效果不穩(wěn)定，保存時(shí)間短，提取方式受客體限制。而常用于手印顯現(xiàn)的納米材料（鎘（Cd）和銪 Eu 等半導(dǎo)體納米材料 ;二氧化硅納米復(fù)合材料;金、銀、鋅、鐵、鈦等金屬納米粒子）具有結(jié)合性強(qiáng)，顯現(xiàn)穩(wěn)定，保存時(shí)間長(zhǎng)，所以特對(duì)這三種納米材料顯現(xiàn)手印展開研究。

一 常規(guī)的納米材料

指紋顯現(xiàn)技術(shù)自1877年首創(chuàng)至今，與DNA分析技術(shù)相比發(fā)展較緩。主要有以下幾種常規(guī)顯現(xiàn)方法和材料：1、粉末法：（金屬粉末、非金屬粉末、磁性粉末、熒光粉末顯現(xiàn)手印）2、煙熏法：（松香、樟腦、煤油、蠟燭、硫磺、鎂粉顯現(xiàn)手?。?、高真空鍍膜法：（真空鍍膜儀）4、激光顯現(xiàn)法：（波長(zhǎng)514微米連續(xù)波激光器顯現(xiàn)手印為主顯現(xiàn)手?。┑趯?shí)踐應(yīng)用中或都存在些許問題如粉末材料易受潮、顯現(xiàn)效果不穩(wěn)定，保存時(shí)間短，提取方式受客體限制等，不利于基層實(shí)踐展開。

二 、三種常見的新型納米材料

1、半導(dǎo)體納米材料顯現(xiàn)手印

半導(dǎo)體納米晶是尺寸為納米量（1nm=10-9m）的超微顆粒，也稱作半導(dǎo)體量子點(diǎn)，是由數(shù)目極少的原子或分子組成的原子或原子團(tuán)簇，通常是由IIB-VI族或III-V族原子與硅原子構(gòu)成的化合物。由于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的直徑小于其玻爾半徑，具有量子尺寸效應(yīng)和介電限域效應(yīng)，使得半導(dǎo)體納米晶顯示出獨(dú)特的熒光特性。

光致熒光顯現(xiàn)潛在手印，是利用潛在手印中的一些固有元素或經(jīng)過一些化學(xué)試劑處理后生成的物質(zhì)，在激發(fā)光源（如紫外線、激光）的照射下產(chǎn)生熒光或磷光。半導(dǎo)體納米晶體的激發(fā)波長(zhǎng)的范圍較寬，發(fā)射波長(zhǎng)的范圍較窄，斯托克斯位移大，而且半導(dǎo)體納米晶體比有機(jī)熒光染料穩(wěn)定，熒光光譜幾乎不受周圍環(huán)境（如溶劑、pH 值、溫度等）的影響。手印殘留物中的有機(jī)物，如氨基酸，蛋白質(zhì)，油脂等與半導(dǎo)體納米晶發(fā)生獨(dú)特的結(jié)合作用，利用半導(dǎo)體納米晶獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，得到清晰地手印圖像。

半導(dǎo)體材料在手印顯現(xiàn)中的應(yīng)用發(fā)展，美國(guó)德克薩斯技術(shù)大學(xué)的 Menzel 課題組于1999年首先將硫化鎘（CdS）納米復(fù)合材料用于顯現(xiàn)潛手印，開創(chuàng)了納米技術(shù)在手印顯現(xiàn)中應(yīng)用的新領(lǐng)域，合成了二辛基硫化琥珀酸鈉包覆修飾的硫化鎘納米顆粒。2008年美國(guó)德州理工大學(xué) Cheng 對(duì)水溶性光致熒光納米粒子用于手印的顯現(xiàn)展開了研究。研究發(fā)現(xiàn)納米粒子表面的羧基可以與手

印物質(zhì)中殘留的氨基酸和油脂等發(fā)生作用，從而使半導(dǎo)體納米晶選擇性的沉積在手印紋線上，圖像效果良好。

2、二氧化硅納米材料顯現(xiàn)手印

納米二氧化硅是一種無毒非金屬材料，由于其特殊理化性質(zhì)，在高溫下仍具有高強(qiáng)、高韌、穩(wěn)定性好等特性，在塑料、橡膠、纖維、涂料、生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。納米二氧化硅表面帶有大量的不飽和殘鍵以及不同鍵合狀態(tài)的羥基，具有表面易改性的特性，因此我們通過二氧化硅表面處理工藝對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，納米顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象降低了，與有機(jī)介質(zhì)的相容性得到增強(qiáng)，從而展現(xiàn)出在手印學(xué)領(lǐng)域巨大的應(yīng)用前景。

英國(guó)桑德蘭大學(xué)的 Frederick J Rowell 課題組與2004年，合成了一種被疏水性物質(zhì)包覆修飾的二氧化硅（SiO2）納米粒子，用于油潛手印的顯現(xiàn)。2007年 Frederick J Rowell 課題組進(jìn)一步合成了表面修飾各種有機(jī)熒光染料（堿性黃、堿性紅、羅丹明6G、結(jié)晶紫、亞甲藍(lán)等）或者彩色可磁化的二氧化硅納米粒子，較清晰的顯現(xiàn)出非滲透性客體表面油潛手印。2009年他們用疏水性納米二氧化硅粉末顯現(xiàn)潛在汗液手印，膠帶粘取后，再用基質(zhì)輔助激光解析離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜（SALDI-TOF-MS）檢測(cè)膠帶手印，可有效檢測(cè)到汗液手印中存在的多種藥物和毒品及其體內(nèi)代謝物成分。他們將這種方法用于檢測(cè)玻璃杯和金屬表面吸煙者留下的手印，獲得了滿意的檢測(cè)結(jié)果。2008年國(guó)內(nèi)劉麗等人采用溶膠 - 凝膠法合成了具有高熒光和光穩(wěn)定性的銪摻雜二氧化硅膠體復(fù)合材料，他們選擇不同的稀土材料作為穩(wěn)定劑摻雜到二氧化硅中，之后用銪—鄰菲咯啉配合物引入至二氧化硅基質(zhì)中制成復(fù)合凝膠發(fā)光材料，對(duì)常見客體均有好的顯現(xiàn)效果。

3、金屬納米材料顯現(xiàn)手印

納米金屬材料顯現(xiàn)手印是指用在形態(tài)上被縮小至納米尺度的金屬顆粒如Au、Ag、Zn金屬粒子，利用納米Au、納米Ag能夠與抗體分子穩(wěn)定結(jié)合， 在手印顯現(xiàn)的同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)手印遺留物質(zhì)中的特定成分進(jìn)行靶向識(shí)別，提高手印顯現(xiàn)的高選擇性，確保手印顯現(xiàn)的高精準(zhǔn)性。而納米級(jí)的多晶體金屬材料，其粒徑?。ㄍǔ＜s100nm）、晶界體積分?jǐn)?shù)甚大，且具有納米材料的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)，庫侖阻塞效應(yīng)，介電限域效應(yīng)等物理效應(yīng)，導(dǎo)致金屬納米材料呈現(xiàn)出不同于常規(guī)材料的特殊物理化學(xué)性質(zhì)，促使其在手印顯現(xiàn)方面具有較大的應(yīng)用前景。

三、納米材料于傳統(tǒng)材料提取指紋的優(yōu)缺對(duì)比

納米材料具有獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧穿效應(yīng)，在磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等方面有著優(yōu)異的特性能手印殘留物中的有機(jī)物，如氨基酸，蛋白質(zhì)，油脂等與半導(dǎo)體納米晶發(fā)生獨(dú)特的結(jié)合作用，利用半導(dǎo)體納米晶獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，得到清晰地手印圖像。相對(duì)于傳統(tǒng)材料易受潮、顯現(xiàn)效果不穩(wěn)定，保存時(shí)間短，提取方式受客體限制，新型納米能有更強(qiáng)的結(jié)合性、不易受環(huán)境影響、保存時(shí)間更長(zhǎng)、提取更為清晰可靠。

四、總結(jié)

雖然納米材料顯現(xiàn)手印還存在些許問題如：難探尋適用于手印顯現(xiàn)的納米材料、難以將顆粒做成納米級(jí)，以及納米顆粒的分散方式等。這些問題都有待進(jìn)一步研究和完善。而且適合潛手印顯現(xiàn)的納米材料應(yīng)該具備三個(gè)條件：光譜性能良好、能穩(wěn)定分散于液（固、氣）相當(dāng)中、同手印物質(zhì)結(jié)合快速牢固。此外，也必須考慮安全性和納米材料用于顯現(xiàn)潛手印還存在一些的問題：所采用的材料有些價(jià)格比較昂貴，有些納米材料的合成步驟較繁瑣，應(yīng)用成本較高?，F(xiàn)階段主要還處在篩選尋找適用的納米材料，證實(shí)顯現(xiàn)方法的可行性階段，尚未形成規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和顯現(xiàn)工藝。但納米材料顯現(xiàn)手印是一種未來的發(fā)展趨勢(shì)并取得了一定的進(jìn)展，能解決傳統(tǒng)顯現(xiàn)材料顯現(xiàn)不穩(wěn)定，保持時(shí)間不長(zhǎng)，與特定客體結(jié)合性不強(qiáng)的缺點(diǎn)的。在今后的公安實(shí)踐工作中來說新型納米材料還是值得在推廣的。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊曉波，張劍.納米材料顯現(xiàn)潛手印技術(shù)研究進(jìn)展[J].湖北警官學(xué)院學(xué)報(bào)，2008（1）：110-112+123.

[2]王猛，鞠金晟，朱中旭，沈敦璞，李明，袁傳軍，吳建.手印納米熒光顯現(xiàn)技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)科學(xué)：化學(xué)，2019，49（12）：1425-1441.

[3]姬忠遠(yuǎn).納米材料顯現(xiàn)手印的發(fā)展[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（4）：101-102.

作者簡(jiǎn)介：吳銳思 男 漢族 湖南岳陽人 湖南警察學(xué)院本科在讀 刑事科學(xué)技術(shù)專業(yè)

項(xiàng)目信息：2020年湖南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目新型納米材料顯現(xiàn)常見疑難客體上手印的研究（S202011534053），指導(dǎo)老師 楊勇