陽(yáng)錁云，辛翠，李泰丞，李軒鵬，曹永林，彭俊豪

(湖南警察學(xué)院 刑事科學(xué)技術(shù)系，湖南 長(zhǎng)沙 410138)

0 引言

手印檢驗(yàn)在提供線索、鎖定嫌疑人、偵破案件方面發(fā)揮了巨大作用，對(duì)于犯罪現(xiàn)場(chǎng)而言，犯罪嫌疑人遺留的多數(shù)是潛在手印，手印顯現(xiàn)是手印檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。作為公安刑偵人員常用的一種顯現(xiàn)汗?jié)撌钟〉姆椒?，傳統(tǒng)的粉末顯現(xiàn)方法成本低廉、操作相對(duì)簡(jiǎn)單、省時(shí)且高效[1]。但傳統(tǒng)粉末選擇性較差、對(duì)比度和靈敏性偏低，且粉末揚(yáng)塵對(duì)技術(shù)人員身體具有一定的危害性[2]。通過文獻(xiàn)查閱，稀土摻雜堿土鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是一種可以多次循環(huán)儲(chǔ)光—發(fā)光的光致蓄光型發(fā)光材料，這種材料發(fā)光性能好且在撤去燈源后能夠持續(xù)發(fā)光[3]。但鋁酸鹽在潮濕的環(huán)境中容易水解，導(dǎo)致材料的發(fā)光性能下降，直到亮度消失，失去應(yīng)用價(jià)值。但經(jīng)優(yōu)化，將稀土摻雜堿土鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料進(jìn)行硅鋁二元膜包覆，包覆后SrAl2O4： Eu2+,Dy3+發(fā)光粉末具有良好的耐水性，解決在空氣中易水解的不足[4]。將硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+發(fā)光粉末配制成小顆粒懸浮液能夠解決傳統(tǒng)粉末的不足，改善手印顯現(xiàn)效果，同時(shí)可以消除客體背景干擾，實(shí)現(xiàn)無(wú)背景顯現(xiàn)[5]。因此，本研究使用溶膠-凝膠法對(duì)SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光粉末進(jìn)行硅膜包覆，再進(jìn)行鋁膜包覆，制成硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+,Dy3+熒光粉末，再將該硅鋁二元膜包覆熒光粉末配制成熒光懸浮液用于顯現(xiàn)犯罪現(xiàn)場(chǎng)常見客體表面潛在手印，并考察其顯現(xiàn)性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)儀器：FA1004 型上皿電子天平(上海精科天平制造公司)，DF-101S 集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，PHS-3E 型酸度計(jì)(上海雷磁分析儀器廠)，101-3 型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱(上海天緣試驗(yàn)儀器廠)，GL-9406 型手提紫外分析儀(海門市其林貝爾儀器制造公司)，F(xiàn)Y-1H-N 型真空泵(浙江飛越機(jī)電有限公司)，瑪瑙研缽；索尼ILCE-7RM2 型相機(jī)(光圈值f/8，曝光時(shí)間3.2 s，焦距60 mm，ISO-100)。

實(shí)驗(yàn)試劑：無(wú)水乙醇(分析純)，正硅酸乙酯(TEOS，GC，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)，氨水(25%～28%)，SrAl2O4： Eu2+, Dy3+發(fā)光粉末(sp-4 D50，大連路明公司)，十二烷基三甲基溴化銨(C15H34BrN，DTAB，分析純)，硫酸鋁(十八水合物，99.5%)，實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水。

客體：玻璃片、標(biāo)簽牌、農(nóng)夫山泉標(biāo)簽紙、鋁片、木板、硬紙板、瓷磚、塑料片。

1.2 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光粉末的合成

采用溶膠-凝膠法制備硅鋁二元膜包覆SrAl2O4：Eu2+, Dy3+熒光粉末。按n(TEOS)∶n(EtOH)∶n(H2O)為1 ∶15 ∶20，將三者依次加入三頸燒瓶中，pH 值保持在9.0，設(shè)置溫度60 ℃，攪拌1.5 h。加入稀土摻雜鋁酸鍶，設(shè)置溫度60 ℃，攪拌5.0 h。再加入硫酸鋁稀溶液調(diào)節(jié)pH 值至9.0，設(shè)置溫度60 ℃，攪拌5.0 h，陳化后，抽濾洗滌分散劑和SO42-，在120 ℃下烘干后研磨，得到硅鋁二元膜包覆的稀土摻雜鋁酸鍶熒光粉末[4]。

1.3 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液的配制

量取25 mL 純凈水于燒杯中，稱取0.350 0 g 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光納米粉末和0.077 0～0.192 5 g 表面活性劑(十二烷基硫酸鈉)，將粉末均勻分散在純凈水中，超聲混合均勻后，得到硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光納米懸浮液。

1.4 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液用于手印顯現(xiàn)

模擬作案現(xiàn)場(chǎng)情況，準(zhǔn)備不同客體表面潛在手印、陳舊手印和水浸客體手印，用滴管吸取適量硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+懸浮液并滴在手印遺留部位，再用清水浸洗幾次，并將客體置于烘箱中烘干。在暗場(chǎng)條件下，使用365 nm 紫外線分析儀照射顯出手印樣品，觀察效果并拍照。持續(xù)照射15 s，撤去光源，再次觀察、拍照。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 表面活性劑濃度的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨)濃度對(duì)手印顯現(xiàn)效果的影響，采用濃度為0.5‰～2.0‰表面活性劑的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4：Eu2+, Dy3+熒光懸浮液分別顯現(xiàn)玻璃片表面的潛在手印，顯現(xiàn)時(shí)間均為30 s，浸洗1 次，顯現(xiàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同濃度表面活性劑的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)玻璃片表面的汗?jié)撌钟?/p>

由圖1 可以看出，在365 nm 紫外光的照射下，硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)玻璃片表面汗?jié)撌钟∧軌虬l(fā)出明亮的綠色熒光，在暗環(huán)境下，與客體背景對(duì)比鮮明。應(yīng)用濃度為1.5‰DTAB 的熒光懸浮液顯現(xiàn)手印時(shí)(圖1(b))，表面活性劑與懸浮液中的熒光粉末結(jié)合充分，且只有乳突紋線上黏附熒光粉末，而小犁溝部分沒有黏附，紋線清楚連貫，細(xì)節(jié)特征反應(yīng)分明，具有較高的對(duì)比度和選擇性。應(yīng)用0.5‰濃度DTAB 的熒光懸浮液顯現(xiàn)手印時(shí)(圖 1(a))，表面活性劑濃度較低，粉末顆粒吸附作用減弱，顯現(xiàn)對(duì)比度較低，紋線中斷且不清晰；應(yīng)用1.0‰濃度DTAB 的熒光懸浮液顯現(xiàn)手印時(shí)(圖1(c))，隨著表面活性劑的逐漸升高，依舊有部分手印紋線較為模糊，靈敏度較低；應(yīng)用2.0‰濃度DTAB 的熒光懸浮液顯現(xiàn)手印時(shí)(圖1(d))，遺留手印物質(zhì)中的油脂成分被高濃度DTAB 溶解，導(dǎo)致其與熒光粉末顆粒吸附趨于飽和，最終降低手印顯現(xiàn)對(duì)比度。因此，DTAB 濃度為1.5‰時(shí)，手印顯現(xiàn)效果最佳。

2.2 顯現(xiàn)時(shí)間的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了顯現(xiàn)時(shí)間對(duì)手印顯現(xiàn)效果的影響，采用表面活性劑濃度為1.5‰的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)玻璃片表面汗?jié)撌钟。@現(xiàn)時(shí)間范圍為15～60 s，顯現(xiàn)效果如圖2所示。

圖2 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液在不同顯現(xiàn)時(shí)間下顯現(xiàn)玻璃片表面汗?jié)撌钟?/p>

結(jié)果表明，顯現(xiàn)時(shí)間段在15～45 s時(shí)(圖2(a)～(c))，隨著顯現(xiàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，粉末顆粒選擇性變高，紋線趨于連貫、流暢，細(xì)節(jié)特征趨于清楚。顯現(xiàn)時(shí)間在60 s時(shí)(圖2(d))，由于DTAB 溶解手印物質(zhì)中的油脂成分，導(dǎo)致其與熒光粉末顆粒吸附趨于穩(wěn)定，乳突紋線局部吸附出現(xiàn)缺失。以上現(xiàn)象說(shuō)明，DTAB 使得粉末顆粒吸附作用增強(qiáng)，隨著時(shí)間增長(zhǎng)，犁溝部分吸附過多粉末顆粒，不利于手印細(xì)節(jié)特征分析。綜上所述，手印顯現(xiàn)最佳時(shí)間為45 s。

2.3 浸洗方式的優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)考察了浸洗次數(shù)對(duì)手印顯現(xiàn)效果的影響，采用表面活性劑濃度為1.5‰的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+,Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)玻璃片表面汗?jié)撌钟?，顯現(xiàn)時(shí)間45 s， 分別調(diào)整手印浸洗次數(shù)為1、2、3 次，手印顯現(xiàn)效果如圖3 所示。

圖3 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液在不同的浸洗次數(shù)下顯現(xiàn)玻璃片表面的汗?jié)撌钟?/p>

由圖3 可知，隨著手印表面浸洗次數(shù)增多，吸附在手印表面的熒光粉末顆粒順著客體自然流淌脫落，使得犁溝部分吸附的熒光粉末顆粒被去除；浸洗3 次時(shí)(圖3(c))，大部分熒光粉末顆粒順著客體自然流淌脫落，少部分附著在手印上，乳突紋線不分明且出現(xiàn)缺失。綜上所述，最優(yōu)浸洗次數(shù)確定為2 次。

2.4 懸浮液適用性的考察

研究采用表面活性劑濃度為1.5‰的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液應(yīng)用于幾種常見光滑非滲透性客體及某些半滲透性客體表面汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)，考察該熒光納米懸浮液顯現(xiàn)法適用客體范圍，顯現(xiàn)時(shí)間為45 s，浸洗次數(shù)為2 次，顯現(xiàn)效果如圖4所示。

圖4 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)不同客體表面的汗?jié)撌钟?/p>

在最優(yōu)條件下，應(yīng)用制備的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液(DTAB 濃度為1.5‰、顯現(xiàn)時(shí)間為45 s、浸洗次數(shù)為2次)顯現(xiàn)汗?jié)撌钟?，由圖4 可以看出，在365 nm 紫外光照射下，用硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液顯出的手印能夠發(fā)射出明亮綠色熒光，熒光強(qiáng)度高。在顯現(xiàn)半滲透性客體木板(圖4(e))表面汗?jié)撌钟r(shí)，部分懸浮液滲透對(duì)手印顯現(xiàn)效果影響較少，乳突紋線走向連貫流暢；在顯現(xiàn)具有相似熒光的客體(圖4(f～g))時(shí)，撤去紫外光后，客體背景熒光消失，而手印紋線部位依舊發(fā)出明亮綠色熒光，實(shí)現(xiàn)無(wú)背景的手印顯現(xiàn)，與背景反差強(qiáng)烈，仍可見紋線清楚連貫，且小犁溝與乳突紋線對(duì)比強(qiáng)烈，所表現(xiàn)的顯現(xiàn)效果好，尤其在顯現(xiàn)硬紙板(圖4(f～f''))時(shí)，硬紙板的白色字母在熒光下會(huì)發(fā)出白色熒光(圖4(f')，干擾在白色字母上的手印顯現(xiàn)，使得白色字母上手印紋線顯現(xiàn)對(duì)比并不明顯，但在深色背景上紋線效果對(duì)比明顯，手印紋線清晰連貫。但在撤去光源后(圖4(f"))，在白色字母上手印紋線顯現(xiàn)清晰明顯，在深色背景上紋線效果較差，對(duì)比不明顯，將兩者結(jié)合，便可以看到一個(gè)紋線清晰明顯且完整的手印，消除了背景對(duì)手印顯現(xiàn)的影響。綜上所述，硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)常見光滑非滲透性和半滲透性客體表面的汗?jié)撌钟【哂辛己玫男Ч蛷V泛的適用性，特別對(duì)自體熒光客體表面手印顯出有獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，在手印顯現(xiàn)領(lǐng)域具有廣闊的前景。

2.5 顯現(xiàn)陳舊手印的考察

研究考察了懸浮液顯現(xiàn)陳舊手印和水浸手印的效果，應(yīng)用表面活性劑濃度為1.5‰的硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)常見玻璃客體陳舊汗?jié)撌钟『退節(jié)撌钟?，顯現(xiàn)時(shí)間為45 s，浸洗次數(shù)為2 次，顯現(xiàn)效果如圖5 所示。

圖5 硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+， Dy3+熒光懸浮液顯現(xiàn)表面陳舊汗?jié)撌钟『退節(jié)撌钟?/p>

如圖5 所示，(a～a')為放置30 d 的陳舊汗?jié)撌钟。?b～b')為浸水1 d 的汗?jié)撌钟?，?shí)驗(yàn)對(duì)玻璃片表面的陳舊汗?jié)撌钟『退節(jié)撌钟∵M(jìn)行顯現(xiàn)，在顯現(xiàn)陳舊汗?jié)撌钟?圖5(a～a'))時(shí)，雖然是放置30 d 的陳舊手印，懸浮液選擇性依舊較高，手印乳突紋線清晰連貫且較為完整；在顯現(xiàn)水浸汗?jié)撌钟?圖5(b～b'))時(shí)，和傳統(tǒng)粉末法顯現(xiàn)不同，不需要先烘干，可直接進(jìn)行手印顯現(xiàn)，手印紋線清晰連貫，小犁溝部分未黏附粉末，細(xì)節(jié)特征分明。結(jié)果表明，手印的乳突紋線連貫清楚，細(xì)節(jié)特征分明，具有較高靈敏度和選擇性。

3 結(jié)語(yǔ)

本文采用溶膠-凝膠法對(duì)SrAl2O4： Eu2+, Dy3+表面進(jìn)行硅膜和鋁膜包覆，制成硅鋁二元膜包覆SrAl2O4： Eu2+, Dy3+熒光粉末，將該熒光粉末配制成小顆粒懸浮液，再將顯現(xiàn)條件優(yōu)化，然后應(yīng)用于光滑非滲透性客體和部分半滲透性客體表面汗?jié)撌钟〉娘@現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)表面活化劑濃度為1.5‰、顯現(xiàn)時(shí)間為45 s，浸洗次數(shù)為2 次，顯現(xiàn)后的手印在365 nm 紫外光的激發(fā)下，手印產(chǎn)生明亮的綠色熒光，其在撤去燈光后持續(xù)發(fā)光，顯現(xiàn)后的手印與客體之間對(duì)比反差分明、紋線清楚連貫、細(xì)節(jié)特征分明，可以消除熒光背景對(duì)手印顯現(xiàn)的干擾。在本次實(shí)驗(yàn)中，將長(zhǎng)余輝熒光材料成功應(yīng)用到懸浮液手印顯現(xiàn)技術(shù)中，充分發(fā)揮了長(zhǎng)余輝熒光材料的突出優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)手印顯現(xiàn)的諸多問題。并且因?yàn)樵搼腋∫盒☆w粒粉末主要吸附于潛在手印油脂，能夠很大限度避免因環(huán)境致使陳舊手印上遺留的汗液隨時(shí)間揮發(fā)而紋線吸附能力減弱、顯現(xiàn)效果變差的問題。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)勘查手印顯現(xiàn)的實(shí)踐中，現(xiàn)場(chǎng)遺留手印不僅僅在干燥客體上，也存在遺留在水浸客體上，采用該懸浮液進(jìn)行顯現(xiàn)可以克服傳統(tǒng)粉末顯現(xiàn)的弊端，具有良好的顯現(xiàn)效果，乳突紋線連貫清楚，細(xì)節(jié)特征分明。