仿生硅膠指紋膜印痕特征

李建軍，王仲來，鐘 淼

（1.四川司法警官職業(yè)學(xué)院，四川 德陽 618000；2.甘肅政法大學(xué)，蘭州 730070）

指紋膜即經(jīng)過簡單的拓印、倒模工序形成的仿生膜[1]。由于硅膠指紋膜制作材料成本低廉、購買方便，且制作簡單，多用于上班打卡和偽造合同等，給社會造成了巨大危害[2]，極大動搖了真實指印作為人身同一認(rèn)定依據(jù)的權(quán)威性，因此，正確區(qū)分指紋膜印痕與真實指印印痕是刑事訴訟和司法實踐中刻不容緩的問題 。對此，許多專家學(xué)者對指紋膜從制膜特征[2]、膜材質(zhì)[4]、二級特征以及三級特征展開研究。周巍首次提出指紋膜印痕與真實指印印痕存在差異[5]，材質(zhì)不同的指紋膜印痕與真實指印印痕所表現(xiàn)的特征也不同[4]，其特征差異表現(xiàn)在：指紋膜印壓痕跡、指紋膜印表面凹凸不平多見“露白”[4]、紋線上“氣泡”特征、紋線流向不自然、紋線傾斜方向、紋線擠墨特征[6]、指紋膜印紋線邊緣殘缺，部分紋線邊緣角度尖銳，而真實指印紋線流向自然，邊緣無角度尖銳反映[6]。一些學(xué)者從三級特征研究了仿生指紋膜印痕與真實指印印痕的異同，發(fā)現(xiàn)：1）質(zhì)量好的仿生指紋膜印與真實指印類似，可反映出紋線的汗孔特征[7]；2）仿生指紋膜印紋線“斷裂”現(xiàn)象、紋線粗細(xì)、紋線間距變化亦較多出現(xiàn)[8]；3）真實指印印痕上標(biāo)記汗孔在所處乳突紋線縱、橫兩個方向均有不同程度的位置變化[9]。這些研究為真實捺印與仿生硅膠指紋膜捺印指印的區(qū)分確定了研究方向和檢驗鑒定方法。

1 材料與方法

1.1 實驗器材

第三代納米材料硅膠制膜工具（包括：食品級硅膠倒模翻模DIY材料、納米指紋采集模具、固化劑、攪拌盒、針管等器具）；EPSON（Perfection V 600 Photo）掃描儀；得力快干印油（油性顏料）；杭州友恒高精度計數(shù)電子秤；馬蹄鏡；普通A4幅面打印紙若干；白色表面光滑瓷磚。

1.2 硅膠指紋膜制作

第一步：確定硅膠與固化劑配比，配制硅膠。通過多次試驗總結(jié)出硅膠與固化劑最佳配比為100∶3，即1 mL硅膠中需加入0.03 mL固化劑。

第二步：用電吹風(fēng)或打火機加熱軟化納米指紋采集模具。

第三步：拓印指紋痕跡。將需要拓印的手指水平伸直且垂直地按壓在納米指紋采集模具上，形成指紋模具（需注意：按壓時手指平穩(wěn)放置于指紋采集模具上靜置5～10 s至凝膠態(tài)硅膠逐漸硬化，自動脫離手指，期間切不可左右晃動）。由于本次實驗中考慮了拓印指紋時力度大小對指紋膜效果的影響，因此，在拓印指紋痕跡時將納米指紋采集模具放置于高精度計數(shù)電子秤上將其歸零，并用手指以不同按壓力度（輕度：200～300 g、中度：500～600 g、重度：900～1000 g）分別垂直按壓納米指紋采集模具使其形成指紋痕跡。

第四步：制作指紋膜。將第一步配制好的液態(tài)硅膠用吸管或針管注入第三步已形成的拓印指紋模具中，靜置3～5 min，待液態(tài)硅膠固化。

第五步：取模。用鑷子將第四步制作的指紋膜取下（需注意：在取下指紋膜的過程中要從邊緣逐步取下，且期間鑷子不可接觸指紋膜紋線，否則會影響指紋膜效果，形成真實指紋上不存在的印痕）。

第六步：修膜。對第五步形成的指紋膜進行邊緣修剪，剪去多余部分。

依據(jù)上述步驟制作多枚硅膠指紋膜。

本次實驗選擇某高校20 ～ 24歲的5名男生和5名女生作為指紋樣本提供者，每人均選用右手食指作為實驗樣本，分別在3個指紋膜模具上各拓印5次，共制作15個指紋膜。

1.3 硅膠指紋膜捺印與真實指印捺印

真實指印捺印應(yīng)采用與硅膠指紋膜捺印時相同力度，以排除力度對指紋紋線痕跡干擾。1）真實指?。涸谡鎸嵵赣∞嘤r將A4幅面打印紙、白色表面光滑瓷磚放置于高精度計數(shù)電子秤，歸零，并在A4紙、白色表面光滑瓷磚上以200 ～ 300、500 ～ 600、900 ～ 1 000 g的按壓力度形成真實指印痕跡。2）硅膠指紋膜?。簽檫_到良好模擬效果，用指紋膜蘸取印油/泥時應(yīng)盡量使其均勻分布于指紋膜上，在捺印力度不同、其他條件（溫度、濕度、客體）相同[3]情況下，用硅膠指紋膜捺印多枚指印；捺印出效果較佳的指紋膜印后需用EPSON掃描儀掃描1 200、 2 400、3 200 dpi照片并記錄，用于與真實指印對照比較。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同捺印力度指紋膜印痕效果比較

選取1名男性輕、中、重度壓力下硅膠仿生指紋膜印泥痕跡進行比較觀察。不同捺印力度捺印仿生硅膠指紋膜印痕效果見圖1。

當(dāng)捺印力度為200 ～ 300 g時，仿生硅膠指紋膜印痕墨跡清晰，中心花紋系統(tǒng)表現(xiàn)完整，紋線流向自然，部分紋線斷裂（見圖1A），指紋膜印痕外圍出現(xiàn)大片露白，墨跡消失（見圖1B），而在指紋膜印痕外出現(xiàn)不規(guī)則、片狀、長條狀油墨痕跡（見圖1A、1B、1C），該痕跡系仿生硅膠指紋膜捺印完成后取下指紋膜時形成的；仿生硅膠指紋膜印痕出現(xiàn)油墨印染痕跡，且指紋印痕內(nèi)部墨料較淡，外圍墨料較濃，出現(xiàn)擠墨特征（見圖1D、1E）；紋線出現(xiàn)少許斷裂現(xiàn)象但不明顯（見圖1F），指紋膜印痕顯現(xiàn)出“葫蘆狀”痕跡，即“兩頭大中間小”（見圖1D、1E、1F）。當(dāng)指紋膜捺印力度為500 ～ 600 g、900 ～ 1000 g時，仿生硅膠指紋膜印痕出現(xiàn)“露白、缺損”痕跡，紋線流向自然且較圓潤，指紋膜印痕左側(cè)出現(xiàn)片狀斷裂，右側(cè)出現(xiàn)單個紋線（見圖1G、1H），紋線發(fā)生偏移，流向不自然且遠(yuǎn)離外圍，指紋膜印痕右上角邊緣出現(xiàn)人為裁剪痕跡（見圖1I），仿生硅膠指紋膜印痕出現(xiàn)較濃油墨暈染（見圖1J、1K、1L），部分指紋膜印痕紋線模糊（見圖1M），邊緣痕跡顯現(xiàn)，在左下角印痕邊緣出現(xiàn)指紋膜外邊框痕跡（見圖1N），指紋膜外邊框痕跡與指紋膜最外圍紋線之間間距大，無紋線存在，指紋膜印痕中心出現(xiàn)不規(guī)則片狀露白，露白痕跡均有反映（見圖1O），指紋膜邊緣出現(xiàn)不屬于指紋花紋系統(tǒng)的痕跡，系指紋膜外邊緣痕跡及其他痕跡（見圖1P），指紋膜印痕最外圍一條紋線流向生硬、不圓潤，表現(xiàn)異常（見圖1Q），指紋膜印痕中表現(xiàn)出缺口痕跡（見圖1R），該缺口痕跡系指紋膜形成后裁剪中形成的修剪痕跡。

2.2 捺印指紋膜印痕與真實指印痕跡比較

筆者通過實驗驗證了前人提出的指紋膜印痕痕跡特征，并且總結(jié)和新發(fā)現(xiàn)了其他指紋膜印痕痕跡特征，基于此，通過指紋膜印痕與真實指印痕跡特征的對比，總結(jié)出真實指印與仿生硅膠指紋膜印痕痕跡特征差異點。本次實驗選擇特征反映較好的一名男性的指紋膜印痕與真實指印印痕作為研究對象，比較輕、中、重度壓力下硅膠仿生指紋膜印泥痕跡與真實指紋印泥痕跡。經(jīng)研究，總結(jié)出硅膠仿生指紋膜印痕和真實指紋印痕的特征。

1）指印紋線特征。重度壓力下真實指印與指紋膜印痕紋線均較為清晰，紋線流向自然；真實指印相鄰紋線間距、小犁溝寬窄等基本一致，紋線顏色表現(xiàn)一致（見圖2、圖3），這是因為指紋紋線上起點、終點特征往往距離相鄰紋線較近。在制作仿生硅膠指紋膜時，指紋膜是二次拓印形成的痕跡，其紋線粗細(xì)、間距、深度等都不同程度被壓縮。輕度壓力下指紋膜印痕小犁溝痕跡寬于真實指紋小犁溝痕跡。中度壓力下指紋膜印痕相鄰紋線存在擬合與分離等現(xiàn)象，且“分歧、結(jié)合”痕跡轉(zhuǎn)化為“起點、終點”痕跡（見圖4）。

2）指印印痕“露白”特征。無論是輕度、中度還是重度壓力下硅膠指紋膜印痕中都會出現(xiàn)“露白”特征。真實指印與硅膠指紋膜印痕上均可檢見“露白”（見圖3）。真實指印印痕上“露白”痕跡隨蓋印力度的增大逐漸顯現(xiàn)，且“露白”痕跡不是穩(wěn)定再現(xiàn)，也不是突然出現(xiàn)，而是紋線“自然斷裂”“露白漸逝（即指印露白處會呈現(xiàn)形斷意連，墨跡逐漸消失的狀態(tài)）”，最終出現(xiàn)“露白”痕跡；而硅膠指紋膜印痕上“露白”特征出現(xiàn)與捺印力度無關(guān)，是制作過程中因仿生硅膠指紋膜材質(zhì)較硬而形成的，該“露白”特征是突然出現(xiàn)的，“露白”痕跡是外邊緣紋線戛然而止、突然中斷造成的。

3）指印印痕邊緣痕跡特征。重度、中度、輕度壓力下真實指印外圍紋線邊緣圓潤，無“階梯、凹凸?fàn)睢焙圹E表現(xiàn)；而指紋膜印痕紋線末端檢見“尖狀”痕跡，紋線邊緣呈現(xiàn)階梯狀痕跡特征（見圖4），外圍部分紋線邊緣較圓潤，少數(shù)紋線邊緣流向生硬、不整齊（見圖5）。這是由于指紋膜軟硬程度有所不同，較為堅硬的指紋膜捺印出的指印的紋線邊緣就會出現(xiàn)不圓滑、呈立體角狀或直線狀的特征；但較為松軟的指紋膜捺印出的指印紋線就會出現(xiàn)外延 現(xiàn)象[2]。

4）指印印痕“人為痕跡”特征。該痕跡是指紋膜形成過程中需要裁剪而形成的痕跡，與捺印力度無關(guān)。仿生硅膠指紋膜在制作過程及裁剪過程中指紋膜邊緣會出現(xiàn)人為操作痕跡，這些痕跡表現(xiàn)為指紋外邊緣存在一條流向生硬的紋線，該紋線與相鄰紋線之間距離較大且出現(xiàn)異常，而真實指印印痕則不會有此特征（見圖6）。該特征是由于仿生指紋膜制作過程中為使其邊緣圓潤，使用剪刀或小刀片裁剪而形成的，該痕跡在指印中一旦出現(xiàn)便具有極高價值，應(yīng)當(dāng)判定為硅膠膜捺印指印。

5）“汗孔數(shù)量”特征。對于汗孔痕跡的識別，需要在高清、高倍率儀器下進行觀察。圖7中可觀察到真實指頭乳突花紋與仿生硅膠指紋膜中均有“汗孔”存在，但同單位大小的紋線上真實指頭乳突花紋上“汗孔數(shù)量”多于仿生硅膠指紋膜；圖8中可觀察到綠色標(biāo)記區(qū)域“汗孔消失”，藍色標(biāo)記區(qū)域“汗孔形狀改變”，如“閉口汗孔”變?yōu)椤伴_口汗孔”等，紅色箭頭標(biāo)記“汗孔未發(fā)生改變”。

由于先后多次捺印印痕中汗孔數(shù)量、形態(tài)、大小等受到捺印條件、環(huán)境等因素的影響，先后捺印指印印痕必然不完全一樣，但筆者對多次先后捺印指印觀察分析發(fā)現(xiàn)同單位大小的紋線上真實指印 “汗孔數(shù)量”多于仿生硅膠指紋膜。另外由于汗腺導(dǎo)管在表皮內(nèi)呈螺旋走行[10-12]，隨著皮膚新陳代謝的進行，表皮細(xì)胞層不斷更替上移脫落，同一個汗孔的位置會在以該螺旋的軸心為半徑的范圍內(nèi)不斷變動，因此汗孔位置并非一成不變，而是具有在一定范圍內(nèi)變動的相對穩(wěn)定的特點[13]。

2.3 討論

指紋膜印痕與真實指印印痕的細(xì)節(jié)特征以及各種傷疤、脫皮等特征具有高度相似性，因此指紋膜印痕與真實指印印痕在宏觀條件下無法通過特征完全區(qū)分，需要通過儀器在微觀條件下識別。首先，在輕度壓力下仿生指紋膜印痕邊緣出現(xiàn)“反?！奔y線，且紋線離最外側(cè)紋線距離較遠(yuǎn)，有時會出現(xiàn)環(huán)繞整個印痕的“圓弧”，該“圓弧”是人為制膜時裁剪形成的痕跡，該痕跡在輕度壓力下即可穩(wěn)定呈現(xiàn)，因此不論壓力大小該痕跡一旦存在則會穩(wěn)定反映，是價值較高的特征，對于區(qū)分真實指印與仿生硅膠指印印痕具有現(xiàn)實意義。其次，在重度壓力下捺印指印，出現(xiàn)“露白”特征時，真實指印與硅膠仿生指紋膜印痕特征存在差異，如真實指印印痕中“露白”特征呈現(xiàn)出紋線“自然斷裂”“露白漸逝”的形態(tài)，但仿生指紋膜印痕則呈現(xiàn)“斷裂反常”“露白異?！钡刃螒B(tài)，這是因為硅膠指紋膜是通過手工或者機器操作而制成的，在硅膠指紋膜制作過程中可能會形成一些固定的痕跡，這些痕跡可能是手指脫皮、沾有污垢或者一些汗液分泌而形成“凸起”的痕跡，反映在指紋膜上都是永久性的痕跡。除此之外，還需要注意指印印痕中的微觀痕跡，如硅膠指紋膜制作過程中，由于硅膠和固化劑無法完美結(jié)合，會出現(xiàn)微小氣泡，這些氣泡反映在微觀特征中就是明顯的凸起特征，因此可以根據(jù)指印印痕上是否存在不正常的“凸起”[4]特征，即“露白”特征進行識別。最后，捺印力度不同也會影響仿生硅膠指紋膜印痕特征的呈現(xiàn)，如紋線粗細(xì)、紋線間間距、印痕油墨堆積、汗孔數(shù)量等。但本次實驗也發(fā)現(xiàn)仿生硅膠指紋膜印痕部分痕跡特征是不受到捺印力度大小影響的，如仿生硅膠指紋膜邊緣生硬，出現(xiàn)“不平整痕跡”“階梯狀痕跡”，這一痕跡是不隨捺印力度大小而改變的特征，具有較強穩(wěn)定性。

經(jīng)分析討論后，將本次實驗所有實驗樣本采用同樣的方式進行捺印，然后根據(jù)上述步驟再次比較分析真實指印與硅膠仿生指紋膜印痕，發(fā)現(xiàn)紋線露白、斷裂、凸起痕跡，小犁溝上出現(xiàn)點狀痕跡，汗孔數(shù)量等特征仍穩(wěn)定出現(xiàn)。

3 結(jié)論

真實指印與仿生硅膠指紋膜印痕痕跡存在差異點，如硅膠指紋膜印痕由于受到自身材料的影響，會出現(xiàn)一些固有特征。硅膠指紋膜指印印痕中的“露白”“凸起”“紋線粗細(xì)變化、變形”及“毛刺”狀小點等特征也極具代表性，有較強的特定性和穩(wěn)定性，綜合利用這些特征也可以準(zhǔn)確識別出硅膠指紋膜印痕。