სიახლეები

ჩვენ ვიყენებთ ქუქი-ფაილებს თქვენი გამოცდილების გასაუმჯობესებლად. ამ საიტის დათვალიერების გაგრძელებით, თქვენ ეთანხმებით ჩვენს მიერ ქუქი-ფაილების გამოყენებას. დამატებითი ინფორმაცია.
როდესაც საგზაო შემთხვევის შესახებ შეტყობინება მიიღება და ერთ-ერთი მანქანა შემთხვევის ადგილს ტოვებს, სასამართლო ექსპერტიზის ლაბორატორიებს ხშირად ევალებათ მტკიცებულებების ამოღება.
ნარჩენი მტკიცებულებები მოიცავს გატეხილ მინას, დამტვრეულ ფარებს, უკანა ფარებს ან ბამპერებს, ასევე მოცურების კვალს და საღებავის ნარჩენებს. როდესაც ავტომობილი საგანს ან ადამიანს ეჯახება, საღებავი, სავარაუდოდ, ლაქების ან ნაპრალების სახით გადაინაცვლებს.
საავტომობილო საღებავი, როგორც წესი, სხვადასხვა ინგრედიენტების რთული ნაზავია, რომელიც რამდენიმე ფენად გამოიყენება. მიუხედავად იმისა, რომ ეს სირთულე ანალიზს ართულებს, ის ასევე იძლევა უამრავ პოტენციურად მნიშვნელოვან ინფორმაციას ავტომობილის იდენტიფიკაციისთვის.
რამანის მიკროსკოპია და ფურიეს გარდაქმნის ინფრაწითელი (FTIR) არის რამდენიმე ძირითადი ტექნიკა, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია ასეთი პრობლემების გადასაჭრელად და საფარის საერთო სტრუქტურაში კონკრეტული ფენების არადესტრუქციული ანალიზის ხელშესაწყობად.
საღებავის ჩიპების ანალიზი იწყება სპექტრული მონაცემებით, რომელთა პირდაპირ შედარება შესაძლებელია საკონტროლო ნიმუშებთან ან მონაცემთა ბაზასთან ერთად, ავტომობილის მარკის, მოდელისა და გამოშვების წლის დასადგენად.
კანადის სამეფო ცხენოსანი პოლიცია (RCMP) ინარჩუნებს ერთ-ერთ ასეთ მონაცემთა ბაზას, Paint Data Query (PDQ) მონაცემთა ბაზას. მონაწილე სასამართლო ექსპერტიზის ლაბორატორიებზე წვდომა შესაძლებელია ნებისმიერ დროს, მონაცემთა ბაზის შენარჩუნებისა და გაფართოების მიზნით.
ეს სტატია ანალიზის პროცესის პირველ ეტაპს ეხება: საღებავის ჩიპებიდან სპექტრული მონაცემების შეგროვებას FTIR და რამანის მიკროსკოპიის გამოყენებით.
FTIR მონაცემები შეგროვდა Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR მიკროსკოპის გამოყენებით; სრული რამანის მონაცემები შეგროვდა Thermo Scientific™ DXR3xi რამანის მიკროსკოპის გამოყენებით. საღებავის ნაფოტები აღებული იყო ავტომობილის დაზიანებული ნაწილებიდან: ერთი კარის პანელიდან იყო ამოჭრილი, მეორე კი ბამპერიდან.
განივი კვეთის ნიმუშების მიმაგრების სტანდარტული მეთოდი მათი ეპოქსიდური ფისით ჩამოსხმაა, თუმცა თუ ფისი ნიმუშში შეაღწევს, ანალიზის შედეგებზე შესაძლოა გავლენა იქონიოს. ამის თავიდან ასაცილებლად, საღებავის ნაწილები პოლი(ტეტრაფტორეთილენის) (PTFE) ორ ფურცელს შორის განივ კვეთაზე მოათავსეს.
ანალიზამდე, საღებავის ჩიპის განივი კვეთი ხელით გამოეყო PTFE-ს და ჩიპი მოათავსეს ბარიუმის ფტორიდის (BaF2) ფანჯარაზე. FTIR რუკების შექმნა ჩატარდა ტრანსმისიის რეჟიმში 10 x 10 µm2 აპერტურის, ოპტიმიზებული 15x ობიექტივისა და კონდენსატორის, ასევე 5 µm დახრილობის გამოყენებით.
იგივე ნიმუშები გამოყენებული იქნა რამანის ანალიზისთვის თანმიმდევრულობისთვის, თუმცა BaF2-ის თხელი ფანჯრის განივი კვეთა საჭირო არ არის. აღსანიშნავია, რომ BaF2-ს რამანის პიკი აქვს 242 სმ-1-ზე, რაც ზოგიერთ სპექტრში შეიძლება სუსტ პიკად ჩაითვალოს. სიგნალი არ უნდა იყოს დაკავშირებული საღებავის ფანტელებთან.
რამანის გამოსახულებების მიღება 2 µm და 3 µm გამოსახულების პიქსელის ზომების გამოყენებით. სპექტრული ანალიზი ჩატარდა მთავარი კომპონენტის პიკებზე და იდენტიფიკაციის პროცესს ხელი შეუწყო ისეთი ტექნიკის გამოყენებამ, როგორიცაა მრავალკომპონენტიანი ძიება კომერციულად ხელმისაწვდომ ბიბლიოთეკებთან შედარებით.
რაისი. 1. ავტომობილის ოთხშრიანი საღებავის ტიპიური ნიმუშის დიაგრამა (მარცხნივ). ავტომობილის კარიდან აღებული საღებავის ნამსხვრევების განივი ვიდეო მოზაიკა (მარჯვნივ). სურათის ავტორი: Thermo Fisher Scientific – მასალები და სტრუქტურული ანალიზი
მიუხედავად იმისა, რომ ნიმუშში საღებავის ფანტელების ფენების რაოდენობა შეიძლება განსხვავდებოდეს, ნიმუშები, როგორც წესი, დაახლოებით ოთხი ფენისგან შედგება (სურათი 1). ლითონის სუბსტრატზე პირდაპირ დატანილი ფენა წარმოადგენს ელექტროფორეზული პრაიმერის ფენას (დაახლოებით 17-25 µm სისქის), რომელიც ემსახურება ლითონის დაცვას გარემოსგან და წარმოადგენს საღებავის შემდგომი ფენებისთვის სამონტაჟო ზედაპირს.
შემდეგი ფენა არის დამატებითი პრაიმერი, შპაკლი (დაახლოებით 30-35 მიკრონის სისქის), რათა უზრუნველყოს გლუვი ზედაპირი საღებავის შემდეგი ფენების სერიისთვის. შემდეგ მოდის საბაზისო ფენა ან საბაზისო ფენა (დაახლოებით 10-20 მიკრონის სისქის), რომელიც შედგება საღებავის საბაზისო პიგმენტისგან. ბოლო ფენა არის გამჭვირვალე დამცავი ფენა (დაახლოებით 30-50 მიკრონის სისქის), რომელიც ასევე უზრუნველყოფს პრიალა დასრულებას.
საღებავის კვალის ანალიზის ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა ის არის, რომ ორიგინალ ავტომობილზე საღებავის ყველა ფენა არ არის აუცილებლად წარმოდგენილი საღებავის ნაპრალებისა და ლაქების სახით. გარდა ამისა, სხვადასხვა რეგიონიდან აღებულ ნიმუშებს შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული შემადგენლობა. მაგალითად, ბამპერზე საღებავის ნაპრალები შეიძლება შედგებოდეს ბამპერის მასალისა და საღებავისგან.
საღებავის ჩიპის ხილული განივი გამოსახულება ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. ხილულ გამოსახულებაზე ოთხი ფენა ჩანს, რაც კორელაციაშია ინფრაწითელი ანალიზით იდენტიფიცირებულ ოთხ ფენასთან.
მთლიანი განივი კვეთის რუკის შექმნის შემდეგ, ცალკეული ფენები იდენტიფიცირებული იქნა სხვადასხვა პიკური ფართობის FTIR გამოსახულების გამოყენებით. ოთხი ფენის წარმომადგენლობითი სპექტრები და მასთან დაკავშირებული FTIR გამოსახულებები ნაჩვენებია ნახ. 2-ში. პირველი ფენა შეესაბამებოდა გამჭვირვალე აკრილის საფარს, რომელიც შედგებოდა პოლიურეთანის, მელამინის (პიკი 815 სმ-1-ზე) და სტიროლისგან.
მეორე ფენა, ძირითადი (ფერის) ფენა და გამჭვირვალე ფენა ქიმიურად მსგავსია და შედგება აკრილის, მელამინისა და სტიროლისგან.
მიუხედავად იმისა, რომ ისინი მსგავსია და კონკრეტული პიგმენტური პიკები არ არის გამოვლენილი, სპექტრები მაინც ავლენენ განსხვავებებს, ძირითადად პიკის ინტენსივობის თვალსაზრისით. პირველი ფენის სპექტრი აჩვენებს უფრო ძლიერ პიკებს 1700 სმ-1 (პოლიურეთანი), 1490 სმ-1, 1095 სმ-1 (CO) და 762 სმ-1-ზე.
მე-2 ფენის სპექტრში პიკური ინტენსივობები იზრდება 2959 სმ-1-ზე (მეთილი), 1303 სმ-1-ზე, 1241 სმ-1-ზე (ეთერი), 1077 სმ-1-ზე (ეთერი) და 731 სმ-1-ზე. ზედაპირული ფენის სპექტრი შეესაბამებოდა იზოფტალის მჟავაზე დაფუძნებული ალკიდური ფისის ბიბლიოთეკის სპექტრს.
ელექტრონული საფარის პრაიმერის ბოლო ფენა ეპოქსიდური და შესაძლოა პოლიურეთანიცაა. საბოლოო ჯამში, შედეგები შეესაბამებოდა საავტომობილო საღებავებში ხშირად გამოყენებულ შედეგებს.
თითოეულ ფენაში არსებული სხვადასხვა კომპონენტის ანალიზი ჩატარდა კომერციულად ხელმისაწვდომი FTIR ბიბლიოთეკების გამოყენებით და არა საავტომობილო საღებავების მონაცემთა ბაზების გამოყენებით, ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ შესაბამისობები წარმომადგენლობითია, ისინი შეიძლება აბსოლუტური არ იყოს.
ამ ტიპის ანალიზისთვის შექმნილი მონაცემთა ბაზის გამოყენება გაზრდის ავტომობილის მარკის, მოდელისა და გამოშვების წლის ხილვადობას.
სურათი 2. ავტომობილის კარის საღებავის ჭრილის ოთხი იდენტიფიცირებული ფენის წარმომადგენლობითი FTIR სპექტრები. ინფრაწითელი გამოსახულებები გენერირდება ინდივიდუალურ ფენებთან დაკავშირებული პიკური რეგიონებიდან და გადაფარებულია ვიდეოსურათზე. წითელი არეები აჩვენებს ინდივიდუალური ფენების მდებარეობას. 10 x 10 µm2 დიაფრაგმისა და 5 µm საფეხურის ზომის გამოყენებით, ინფრაწითელი გამოსახულება მოიცავს 370 x 140 µm2 ფართობს. სურათის კრედიტი: Thermo Fisher Scientific – მასალები და სტრუქტურული ანალიზი
ნახ. 3-ზე ნაჩვენებია ბამპერის საღებავის ნაპრალების განივი კვეთის ვიდეო გამოსახულება, სადაც მკაფიოდ ჩანს სულ მცირე სამი ფენა.
ინფრაწითელი განივი კვეთის სურათები ადასტურებს სამი განსხვავებული ფენის არსებობას (სურ. 4). გარეთა ფენა წარმოადგენს გამჭვირვალე საფარს, სავარაუდოდ, პოლიურეთანს და აკრილს, რაც თანმიმდევრული იყო კომერციულ ფორენზიკურ ბიბლიოთეკებში არსებულ გამჭვირვალე საფარების სპექტრებთან შედარებით.
მიუხედავად იმისა, რომ ძირითადი (ფერადი) საფარის სპექტრი ძალიან ჰგავს გამჭვირვალე საფარის სპექტრს, ის მაინც საკმარისად განსხვავებულია გარე ფენისგან გასარჩევად. პიკების ფარდობით ინტენსივობაში მნიშვნელოვანი განსხვავებებია.
მესამე ფენა შეიძლება იყოს თავად ბამპერის მასალა, რომელიც შედგება პოლიპროპილენისა და ტალკისგან. ტალკის გამოყენება შესაძლებელია პოლიპროპილენის გამაგრების შემავსებლად მასალის სტრუქტურული თვისებების გასაძლიერებლად.
ორივე გარე ფენა შეესაბამებოდა საავტომობილო საღებავებში გამოყენებულს, თუმცა პრაიმერის ფენაში კონკრეტული პიგმენტური პიკები არ გამოვლენილა.
რაისი. 3. ავტომობილის ბამპერიდან აღებული საღებავის ნამსხვრევების განივი კვეთის ვიდეო მოზაიკა. სურათის ავტორი: Thermo Fisher Scientific – მასალები და სტრუქტურული ანალიზი
რაისი. 4. ბამპერზე საღებავის ჩიპების განივი კვეთის სამი იდენტიფიცირებული ფენის წარმომადგენლობითი FTIR სპექტრები. ინფრაწითელი გამოსახულებები გენერირდება ცალკეულ ფენებთან დაკავშირებული პიკური რეგიონებიდან და გადაფარებულია ვიდეოსურათზე. წითელი არეები აჩვენებს ცალკეული ფენების მდებარეობას. 10 x 10 µm2 დიაფრაგმისა და 5 µm საფეხურის ზომის გამოყენებით, ინფრაწითელი გამოსახულება მოიცავს 535 x 360 µm2 ფართობს. სურათის კრედიტი: Thermo Fisher Scientific – მასალები და სტრუქტურული ანალიზი
რამანის ვიზუალიზაციის მიკროსკოპია გამოიყენება ნიმუშის შესახებ დამატებითი ინფორმაციის მისაღებად განივკვეთების სერიის გასაანალიზებლად. თუმცა, რამანის ანალიზს ართულებს ნიმუშის მიერ გამოსხივებული ფლუორესცენცია. ფლუორესცენციის ინტენსივობასა და რამანის სიგნალის ინტენსივობას შორის ბალანსის შესაფასებლად გამოიცადა რამდენიმე სხვადასხვა ლაზერული წყარო (455 ნმ, 532 ნმ და 785 ნმ).
კარებზე საღებავის ნაპრალების ანალიზისთვის საუკეთესო შედეგები მიიღება 455 ნმ ტალღის სიგრძის ლაზერით; მიუხედავად იმისა, რომ ფლუორესცენცია კვლავ არსებობს, მის დასაძლევად შესაძლებელია ბაზისური კორექციის გამოყენება. თუმცა, ეს მიდგომა ეპოქსიდური ფენებზე წარმატებული არ აღმოჩნდა, რადგან ფლუორესცენცია ძალიან შეზღუდული იყო და მასალა მგრძნობიარე იყო ლაზერული დაზიანების მიმართ.
მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ლაზერი სხვებზე უკეთესია, ეპოქსიდური ანალიზისთვის არცერთი ლაზერი არ არის შესაფერისი. ბამპერზე საღებავის ნაპრალების რამანის განივი ანალიზი 532 ნმ ლაზერის გამოყენებით. ფლუორესცენციის წვლილი კვლავ არსებობს, მაგრამ ამოღებულია საბაზისო კორექტირებით.
რაისი. 5. ავტომობილის კარის ჩიპის ნიმუშის პირველი სამი ფენის წარმომადგენლობითი რამანის სპექტრები (მარჯვნივ). მეოთხე ფენა (ეპოქსიდი) დაიკარგა ნიმუშის დამზადების დროს. სპექტრები საბაზისო კორექტირებით იქნა გათვალისწინებული ფლუორესცენციის ეფექტის მოსაშორებლად და შეგროვდა 455 ნმ ლაზერის გამოყენებით. 116 x 100 µm2 ფართობი ნაჩვენები იყო 2 µm პიქსელის ზომის გამოყენებით. განივი ვიდეო მოზაიკა (ზედა მარცხენა). მრავალგანზომილებიანი რამანის მრუდის გარჩევადობის (MCR) განივი გამოსახულება (ქვედა მარცხენა). სურათის კრედიტი: Thermo Fisher Scientific – მასალები და სტრუქტურული ანალიზი.
ავტომობილის კარის საღებავის ნაჭრის განივი კვეთის რამანის ანალიზი ნაჩვენებია ნახაზ 5-ში; ამ ნიმუშზე ეპოქსიდური ფენა არ ჩანს, რადგან ის მომზადების დროს დაიკარგა. თუმცა, რადგან ეპოქსიდური ფენის რამანის ანალიზი პრობლემური აღმოჩნდა, ეს პრობლემად არ ჩაითვალა.
სტიროლის არსებობა დომინირებს პირველი ფენის რამანის სპექტრში, ხოლო კარბონილის პიკი გაცილებით ნაკლებად ინტენსიურია, ვიდრე ინფრაწითელ სპექტრში. FTIR-თან შედარებით, რამანის ანალიზი აჩვენებს მნიშვნელოვან განსხვავებებს პირველი და მეორე ფენების სპექტრებში.
საბაზისო საფართან ყველაზე ახლოს რამანის შესაბამისობა პერილენია; მიუხედავად იმისა, რომ ზუსტი შესაბამისობა არ არის, ცნობილია, რომ პერილენის წარმოებულები გამოიყენება საავტომობილო საღებავების პიგმენტებში, ამიტომ ის შეიძლება წარმოადგენდეს პიგმენტს ფერის ფენაში.
ზედაპირული სპექტრები შეესაბამებოდა იზოფტალის ალკიდური ფისების სპექტრებს, თუმცა მათ ასევე აღმოაჩინეს ნიმუშებში ტიტანის დიოქსიდის (TiO2, რუტილი) არსებობა, რომლის აღმოჩენა ზოგჯერ რთული იყო FTIR-ით, სპექტრული ზღვრიდან გამომდინარე.
ბრინჯი. 6. ბამპერზე საღებავის ნამსხვრევების ნიმუშის წარმომადგენლობითი რამანის სპექტრი (მარჯვნივ). სპექტრები საბაზისო ხაზზე შესწორდა ფლუორესცენციის ეფექტის მოსაშორებლად და შეგროვდა 532 ნმ ლაზერის გამოყენებით. 195 x 420 µm2 ფართობი ნაჩვენები იყო 3 µm პიქსელის ზომის გამოყენებით. განივი ვიდეო მოზაიკა (ზედა მარცხენა). ნაწილობრივი განივი კვეთის რამანის MCR გამოსახულება (ქვედა მარცხენა). სურათის ავტორი: Thermo Fisher Scientific - მასალები და სტრუქტურული ანალიზი.
ნახ. 6-ზე ნაჩვენებია ბამპერზე საღებავის ნამსხვრევების განივი კვეთის რამანის გაფანტვის შედეგები. აღმოაჩინეს დამატებითი ფენა (ფენა 3), რომელიც აქამდე FTIR-ით არ იყო დაფიქსირებული.
გარე შრესთან ყველაზე ახლოს არის სტიროლის, ეთილენისა და ბუტადიენის კოპოლიმერი, თუმცა არსებობს დამატებითი უცნობი კომპონენტის არსებობის მტკიცებულებაც, რასაც მოწმობს მცირე აუხსნელი კარბონილის პიკი.
ბაზისური საფარის სპექტრი შეიძლება ასახავდეს პიგმენტის შემადგენლობას, რადგან სპექტრი გარკვეულწილად შეესაბამება პიგმენტად გამოყენებულ ფტალოციანინის ნაერთს.
აქამდე უცნობი ფენა ძალიან თხელია (5 µm) და ნაწილობრივ შედგება ნახშირბადისა და რუტილისგან. ამ ფენის სისქისა და იმის გამო, რომ TiO2-ისა და ნახშირბადის აღმოჩენა FTIR-ით რთულია, გასაკვირი არ არის, რომ ისინი ინფრაწითელი ანალიზით არ დაფიქსირებულა.
FT-IR შედეგების მიხედვით, მეოთხე ფენა (ბამპერის მასალა) იდენტიფიცირებული იქნა როგორც პოლიპროპილენი, თუმცა რამანის ანალიზმა ასევე აჩვენა გარკვეული რაოდენობის ნახშირბადის არსებობა. მიუხედავად იმისა, რომ FITR-ში დაფიქსირებული ტალკის არსებობა არ არის გამორიცხული, ზუსტი იდენტიფიცირება შეუძლებელია, რადგან შესაბამისი რამანის პიკი ძალიან მცირეა.
საავტომობილო საღებავები ინგრედიენტების რთული ნაზავია და მიუხედავად იმისა, რომ ეს შეიძლება უამრავ საიდენტიფიკაციო ინფორმაციას იძლეოდეს, ანალიზს დიდ სირთულეს უქმნის. საღებავის ნაპრალების ეფექტურად აღმოჩენა შესაძლებელია Nicolet RaptIR FTIR მიკროსკოპის გამოყენებით.
FTIR არის არადესტრუქციული ანალიზის ტექნიკა, რომელიც გვაწვდის სასარგებლო ინფორმაციას საავტომობილო საღებავის სხვადასხვა ფენებისა და კომპონენტების შესახებ.
ეს სტატია განიხილავს საღებავის ფენების სპექტროსკოპიულ ანალიზს, თუმცა შედეგების უფრო საფუძვლიან ანალიზს, როგორც საეჭვო სატრანსპორტო საშუალებებთან პირდაპირი შედარების, ასევე სპეციალური სპექტრული მონაცემთა ბაზების გამოყენებით, შეუძლია მოგვაწოდოს უფრო ზუსტი ინფორმაცია მტკიცებულებების წყაროსთან შესატყვისად.