纳米材料应用于指纹显现的研究

【摘 要】 指纹是人类的一种遗传性状特征。随着纳米科技的发展，纳米粒子显现在指纹上面的研究对于我们有着至关重要的作用。本来就当前现状，重点研究纳米材料应用指纹显现，展望以后的发展道路。

【关键词】 指纹 纳米材料 研究

1 引言

指纹，又称作手纹，其主要是由手指掌面的乳突花纹、屈肌褶纹、皱纹、伤疤及脱皮等花纹组成，它是人类的一种遗传性状特征。手纹具有人各不同、终身基本不变、触物留痕和认定个人的特点。所以对与案件有关的犯罪现场指纹进行勘验、鉴别，查证遗留指纹的人，对确定某些案件事实，侦查破案、起诉和审判提供材料和证据。人类的指纹一直作为鉴定个人和法医检验调查的主要手段。

在犯罪现场，一般留有的都是潜在指纹。这类指纹通常是不可见的，需要通过某种形式的物理或化学方式处理，从而使它们显现出来。但是当潜在指纹出现在具有特殊性质的表面时，比如彩色表面、涂蜡表面、附有血迹表面等等，或者指纹遗留时间过长时，显现这些潜在指纹就具有一定的困难，这也是现今指纹技术发展所遇到的问题。

潜手印的显现方法主要有三种：物理显现法，化学显现法和物化显现法。其中物化显现法对手印的增强显现能力有限。化学显现法有时运用的有色试剂会破坏物证的原始状态，并且某些显现试剂成本偏高，无法在实际工作中广泛应用。所以在实践中使用最广泛的是物理显现方法中的粉末显现法，其原理是利用某些固体粉末与手印物质之间的物理吸附力和静电吸附作用，使得潜在指纹显现出来，此方法携带方便、操作简单、适用范围广泛、见效快，已被技术人员普遍掌握和适用，但此方法又有它的局限性。

近年来随着纳米技术的发展，使得运用粉末显现潜手印技术又得到了进一步的发展。纳米粒子显现手印的优势在于其吸收波长和发射波长能够根据颗粒大小的不同而变化，同时发光时间较长，这样就使纳米粒子非常适合时间分辨成像技术。运用纳米技术方法显现手印的基本原理是将手印残留的氨基酸、油脂或汗垢与纳米粒子结合，利用纳米粒子的光致发光现象，检测结合手印物质后的纳米粒子所发出的荧光，从而得到清晰的手印图像。

2 纳米材料应用于指纹显现的研究

目前，在潜手印显现研究领域，半导体纳米材料以其独特的发光性质，备受各国法庭科学家的关注，是研究最多的纳米材料，其他类似的纳米发光材料，如稀土纳米材料，金、银纳米材料也受到手印研究人员的关注。

2.1 国外对纳米材料显现潜在指纹的研究

1989年，Saunders创立多金属沉淀法，首次将金纳米材料应用于潜指纹显现[1]。2000年，美国德克萨斯技术大学的E.R.Menzel课题组首先开展了Cds纳米复合材料光致发光法显现潜手印的研究，开创了纳米复合材料应用的新领域。但此方法显现时间较长，所以不适合在现场显现手印[2]。

2004年，英国桑德兰大学的Frederick J Rowell课题组，合成了一种被疏水性物质包覆的二氧化硅（SiO2）纳米粒子，用于油潜手印的显现[3]。2009年Frederick J Rowell课题组用疏水纳米二氧化硅粉末显现潜在汗液手印，取得了较好的显现效果，同时他们将这种方法用于检测玻璃杯和金属表面吸烟者留下的手印，也获得了满意的检测结果。

2006年澳大利亚的Claude Roux课题组合成了金银纳米粒子，用此显现渗透性客体表面潜手印。此方法操作简便，应用方便，解决了纳米粒子均匀性的问题[4]。

2.2 国内对纳米材料显现潜在指纹的研究

中国人民公安大学王鸿飞运用新型亲油性纳米二氧化硅粉末能够有效显现非渗透性客体表面的潜在油汗混合手印，通过与常用粉末比较发现，该粉末显出的手印图像三级细节特征明显，表面无滞粉现象，图像清晰在显现手印方面具有一定的优势[5]。

中国人民公安大学王永刚运用纳米Fe3O4粉末和纳米ZnO粉末可以清楚地显现水果蔬菜表面的手印。纳米Fe3O4粉末是显现水果表面最适宜的试剂；纳米ZnO粉末可以很好显现西红柿和苹果表面的手印，但不能显现土豆表面的手印[6]。

3 问题与展望

纳米材料的吸收波长和发射波长能根据颗粒大小进行调节、发光时间较长且能与手印物质快速牢固结合等独特的优势，可以预见，二十一世纪，纳米材料与纳米技术与手印显现技术的关系会越来越密切，将会成为世界各国法庭科学家的关注的焦点。而近年来有机荧光纳米粒子引起了科学家的关注，由于有机分子的多样性，并且有机荧光纳米粒子制备简单，价格低廉，发光效率高，更为适合公安机关的工作需求。

参考文献

[1]Schnetz B， Margot P. Technical note： Latent fingermarks， colloidal gold and multimetal deposition（MMD）： Optimisation of the method[J]. Forensic Sci Int， 2001， 118（1）：21～28.

[2]E. R. Menzel， Photoluminescence detection of latent fingerprints with quanturn dots for time-resolved imaging[J]. Fingerprint Whorld， 2000， 26（101）： 119-123.

[3]University of Sunderland， Nanoparticles as Agents for imaging fingerprints， 2004， UK Patent no. GB0400235. 8.

[4]M. J. Choi， A. M. Mcdonagh， P. J. Maynard， R. Wuhrer， C. Lennard， C. Roux， Preparation and evaluation of metal nanopowders for the detection of fingermark on non-porrous surfaces[J]. J. Forensic Ident. 2006， 56： 756-758.

[5]王鸿飞，徐尉，李孝军，常柏年，孙振文，欧阳维佳.新型亲油性纳米二氧化硅粉末在手印显现中的应用[J].Chinese Journal of Forensic Sciences，2012（3）：52-54.

[6]王永刚，杨瑞琴，王彦吉.纳米粉末显现水果和蔬菜表面手印[J].刑事技术，2009（6）：61-66.