陳振乾, 王琳琭

(1.中國人民公安大學(xué)刑事科學(xué)技術(shù)學(xué)院， 北京 100038；2.北京首都國際機(jī)場(chǎng)公安分局西航站區(qū)派出所， 北京 1000621)

0 引言

高真空鍍膜法于上世紀(jì)80年代被應(yīng)用于手印顯現(xiàn)，但因當(dāng)時(shí)的真空技術(shù)水平不高，儀器的顯現(xiàn)效率低下，應(yīng)用十分不便，因此，在我國未能普及。隨著真空技術(shù)水平的進(jìn)步，新一代的高真空鍍膜手印顯現(xiàn)儀器以其操作簡單、耗時(shí)較短、顯現(xiàn)效果好獲得好評(píng)。

手印的“502”熏顯方法是非滲透性客體表面汗?jié)撌钟∽畛Ｓ玫娘@現(xiàn)方法之一，以其熏顯效率高、效果較好、性價(jià)比高而廣為應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)原理

1.1 高真空鍍膜顯現(xiàn)手印原理

手印顯現(xiàn)的本質(zhì)就是通過各種手段，使得可見光下不可見、不易見的手印，轉(zhuǎn)換成肉眼可見的手印圖形。高真空鍍膜手印顯現(xiàn)技術(shù)的原理就是在真空環(huán)境下，將手印所在客體表面鍍上一層或多層金屬膜，從而增強(qiáng)手印與背景的反差，達(dá)到顯現(xiàn)手印的目的，高真空鍍膜法原理見圖1。分子在真空環(huán)境中的自由程較長，而且隨著真空度的提高，分子自由程也在增加，當(dāng)環(huán)境達(dá)到高真空度(10-3托以上)時(shí)，分子運(yùn)動(dòng)的自由程更長，在真空鍍膜機(jī)中金屬的蒸發(fā)擴(kuò)散中，蒸發(fā)的金屬原子中間行程幾乎不受碰撞地直接撞擊在待顯客體疑有手印的物面上，從而沉積成膜。背景部位成膜均勻，而手印部位由于手印物質(zhì)(通常是汗垢)呈半流體狀態(tài)，蒸發(fā)的金屬原子往往由于自身的動(dòng)能較大，轟擊進(jìn)入這些半流體的內(nèi)部，在內(nèi)部的分布通常不夠均勻，難以形成排列整齊的金屬膜，同時(shí)汗垢表面也不易形成均勻的薄膜，從而形成反差。這種反差再經(jīng)金屬鋅鍍膜加強(qiáng)后，得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。因此，真空鍍膜顯現(xiàn)手印的質(zhì)量好壞，最關(guān)鍵的影響因素就是真空度、承痕客體表面光潔度、鍍膜厚度。

圖1 真空鍍膜顯現(xiàn)手印原理圖

1.2 “502”熏顯手印原理

“502”膠的主要成分是a-氰基丙烯酸乙酯(單體)，同時(shí)混有少量增粘劑、穩(wěn)定劑、增韌劑、阻聚劑等。a-氰基丙烯酸乙醋單體易在陰離子或帶負(fù)電荷較多的原子團(tuán)的作用下發(fā)生陰離子聚合而形成灰白色高聚物，當(dāng)手印中的水分或者氫氧根離子遇到揮發(fā)的a-氰基丙烯酸乙酯單體時(shí)會(huì)對(duì)單體起到催化劑的作用，從而在手印紋線部位出現(xiàn)灰白色高聚物，顯現(xiàn)出手印。反應(yīng)如下：

“502”方法熏顯手印的關(guān)鍵影響因素：一是環(huán)境溫度，一般30℃左右為宜；二是反應(yīng)催化劑，通常為水，熏顯前應(yīng)當(dāng)對(duì)待顯客體適當(dāng)加濕；三是“502”成份濃度，通常以“502”總用量和加熱溫度來控制；四是環(huán)境壓強(qiáng)，以較高真空度條件下熏顯的效果較好。較常用的是“502”熏顯柜和真空“502”熏顯柜，具體顯現(xiàn)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的條件來綜合確定。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)我們能夠使用的現(xiàn)有儀器情況，擬選擇常壓“502”熏顯柜，配合真空鍍膜機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。擬利用新鮮手印樣本進(jìn)行下列3組實(shí)驗(yàn)：一是相同條件樣本用兩種方法顯現(xiàn)，然后比較效果；二是同一個(gè)樣本，先真空鍍膜后“502”熏顯，比較兩種情況的效果；三是同一個(gè)樣本，先“502”熏顯后真空鍍膜，比較兩種情況的效果。根據(jù)新鮮手印樣本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取部分客體進(jìn)行陳舊性手印的顯現(xiàn)比較。根據(jù)對(duì)以上各種情況顯現(xiàn)結(jié)果的比較分析，為實(shí)戰(zhàn)部門手印顯現(xiàn)提供參考。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 樣本制作

選取5名志愿者，每人以相同條件分別在玻璃片、黃色辦公膠帶、黑色塑料袋、鋁箔紙、易拉罐、藍(lán)旗艦70 g A4紙、牛皮紙、明信片紙、食品包裝袋、化妝品盒上各捺印指印6枚共300枚手印存放一天備用。

選取5名志愿者，每人每次以相同條件分別在鋁箔紙上各捺印指印6枚共30枚手印，分別制作5天、10天、24天、35天的汗?jié)撌钟」?20枚備用。

2.2.2 高真空鍍膜與“502”熏顯方法顯現(xiàn)手印的比較

選取2.2.1制作的存放時(shí)間為一天的每種客體10枚手印樣本，共100枚，分成兩份各50枚，每份每種客體5枚。取其中一份用“502”方法熏顯，另一份用高真空鍍膜的金-鋅鍍膜方法顯現(xiàn)，比較其獨(dú)立顯現(xiàn)效果。

2.2.3 “502”方法熏顯手印(先)+ 高真空鍍膜(后)復(fù)合顯現(xiàn)手印

選取2.2.1制作的存放時(shí)間為一天的每種客體10枚手印樣本，共100枚，先用“502”方法熏顯，再用高真空鍍膜的金-鋅鍍膜方法進(jìn)行后處理顯現(xiàn)，比較“502”獨(dú)立顯現(xiàn)與復(fù)合顯現(xiàn)的效果。

2.2.4 高真空鍍膜顯現(xiàn)(先)+ “502”方法熏顯(后)復(fù)合顯現(xiàn)手印

選取2.2.1制作的存放時(shí)間為一天的每種客體10枚手印樣本，共100枚，先用高真空鍍膜的金-鋅鍍膜方法顯現(xiàn)，再用“502”方法熏顯進(jìn)行后處理顯現(xiàn)，比較高真空鍍膜獨(dú)立顯現(xiàn)與復(fù)合顯現(xiàn)的效果。

2.2.5 鋁箔紙上較陳舊手印的顯現(xiàn)

取2.2.1中制作的5天、10天、24天、35天的汗?jié)撌钟」?20枚，均分成三等份，各40枚分別按2.2.2、2.2.3、2.2.4中的方法進(jìn)行顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)并比較顯現(xiàn)效果。

2.3 實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)材料

2.3.1 實(shí)驗(yàn)器材

FYFC-Ⅲ微電腦“502”手印熏顯柜、 FPRC-36B真空鍍膜機(jī)、尼康D70數(shù)碼相機(jī)、翻拍架(帶光源)。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)材料

金屬鋅和金、脫膠“502”、蒸餾水、鋁箔紙、化妝品盒、牛皮紙、藍(lán)旗艦70gA4紙、黑色塑料袋、黃色辦公膠帶、易拉罐、明信片紙、食品包裝袋。

3 實(shí)驗(yàn)操作

“502”方法熏顯手印的操作方法：將待顯樣本放入“502”熏顯柜中適當(dāng)?shù)奈恢?，在?02”容器中按說明書加入5～8滴脫膠“502”，在水加熱槽中加入適量蒸餾水。編程設(shè)置目標(biāo)加濕濕度為80%，“502”加熱槽加熱溫度為120 ℃，加濕的運(yùn)行時(shí)長為15 min，熏顯時(shí)長15 min。設(shè)置完成后啟動(dòng)自動(dòng)熏顯程序即可，待熏顯程序完成后取出手印樣本，觀察、拍攝。

真空鍍膜機(jī)操作要領(lǐng):將待顯樣本待顯面向下懸掛于鉬舟上方20～30 cm處(為了節(jié)約金屬用量和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可將若干樣本在相互不遮蓋的情況下集中顯現(xiàn))，鉬舟中每次金的用量為3 mg,鋅蒸發(fā)坩堝的加熱電流控制在42 A，時(shí)間大約為90 s。具體操作時(shí)，首先要將容器內(nèi)抽真空至壓強(qiáng)小于10-4托，先進(jìn)行鍍金操作，鉬舟電流要緩慢增加，待觀察(需要佩戴防護(hù)眼鏡觀察)到金融化后，再迅速加大電流到最大使金完全蒸發(fā)，約3～5 s后調(diào)節(jié)電流到零；然后進(jìn)行鍍鋅操作，打開箱體內(nèi)的照明光源，等電流示數(shù)穩(wěn)定后開始慢慢加大鍍鋅坩堝的加熱電流直至42 A，同時(shí)觀察待顯樣本的顯現(xiàn)情況，一旦樣本表面顯出紋線，應(yīng)當(dāng)立即調(diào)電流到零，同時(shí)啟用檔板，以防止鍍鋅過厚影響顯現(xiàn)效果。待箱體冷卻一定時(shí)間后，導(dǎo)入空氣到內(nèi)外壓一致后打開機(jī)器箱體，取出顯現(xiàn)完畢的樣本進(jìn)行后續(xù)觀察、拍攝。

按照“2.2實(shí)驗(yàn)方法”中的設(shè)計(jì)用“502”熏顯柜和真空鍍膜機(jī)對(duì)樣本進(jìn)行顯現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)同組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析。

4 結(jié)果與討論

4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4.1.1 高真空鍍膜與“502”熏顯方法獨(dú)立顯現(xiàn)手印的比較

圖2 黑色塑料袋表面汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為“502”熏顯，右為真空鍍膜顯現(xiàn))

“502”熏顯方法可以顯現(xiàn)出玻璃片、黑色塑料袋、鋁箔紙、化妝品盒、黃色辦公膠帶、易拉罐、食品包裝袋上的手印，但牛皮紙、藍(lán)旗艦70 g A4紙、明信片紙上的手印無法顯出，符合“502”方法的一般適用客體；高真空鍍膜方法可以顯現(xiàn)出鋁箔紙、化妝品盒、牛皮紙、藍(lán)旗艦70 g A4紙、黑色塑料袋、黃色辦公膠帶、易拉罐、明信片紙、食品包裝袋上的手印，但是黑色塑料袋上的手印效果較差。部分客體顯現(xiàn)效果比較見圖2。客體上手印使用兩種方法顯現(xiàn)的效果見表1。

表1 高真空鍍膜與“502”熏顯方法獨(dú)立顯現(xiàn)手印效果比較

4.1.2 “502”方法熏顯手印(先)+ 高真空鍍膜(后)復(fù)合顯現(xiàn)手印的比較

經(jīng)“502”方法處理后的客體，再用高真空鍍膜方法進(jìn)行后處理顯現(xiàn)，部分客體顯現(xiàn)效果比較見圖3和圖4，結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表2。

圖3 黑色塑料袋表面汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為“502”熏顯，右為真空鍍膜后處理加強(qiáng))

圖4 化妝品盒表面汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為“502”熏顯，右為真空鍍膜后處理加強(qiáng))

4.1.3 高真空鍍膜顯現(xiàn)(先)+ “502”方法熏顯(后)復(fù)合顯現(xiàn)手印的比較

經(jīng)高真空鍍膜方法處理后的客體，再用“502”方法進(jìn)行后處理顯現(xiàn)，有改善的結(jié)果見表3。圖5為黑色塑料袋經(jīng)真空鍍膜顯現(xiàn)后再用“502”熏顯加強(qiáng)的效果。

表2 “502”方法熏顯手印和經(jīng)高真空鍍膜方法后處理的顯現(xiàn)效果比較

表3 高真空鍍膜方法顯現(xiàn)手印和經(jīng)“502”熏顯方法后處理的顯現(xiàn)效果比較

圖5 黑色塑料袋表面汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為真空鍍膜顯現(xiàn)，右為“502”后處理加強(qiáng))

4.1.4 鋁箔紙上陳舊手印顯現(xiàn)比較

兩種方法處理的結(jié)果表明，對(duì)于非滲透性客體鋁箔紙上陳舊性手印的顯現(xiàn)，高真空鍍膜法優(yōu)于“502”方法，并對(duì)“502”顯現(xiàn)的手印進(jìn)行后處理有增強(qiáng)作用，圖6、圖7所示為顯現(xiàn)效果，其顯現(xiàn)情況統(tǒng)計(jì)見表4。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

就紙張類滲透性客體而言，較新鮮手印的顯現(xiàn)高真空鍍膜方法比較有效，可能是紙張表面施膠較多導(dǎo)致紙張滲透能力下降所至。

圖6 鋁箔表面遺留5天汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為“502”熏顯，右為真空鍍膜后處理加強(qiáng))

圖7 鋁箔表面遺留10天汗?jié)撌钟★@現(xiàn)效果(左為“502”熏顯，右為真空鍍膜后處理加強(qiáng))

時(shí)間“502”熏顯法經(jīng)高真空鍍膜法后處理高真空鍍膜法處理5天++++++++++10天++++++++++24天+++++++++35天+++++++

一般非滲透性客體表面手印的顯現(xiàn)，高真空鍍膜方法優(yōu)于常壓“502”方法的顯現(xiàn)效果。但有一種情況例外：黑色塑料袋，因其顏色與所鍍金屬膜色調(diào)相似，導(dǎo)致反差較小而不易觀察。此時(shí)，因手印部位表面沒有鍍上金屬，手印物質(zhì)尚裸露在外，用“502”方法進(jìn)行后處理效果顯著。

非滲透性客體表面手印經(jīng)“502”處理后，再用高真空金屬鍍膜進(jìn)行后處理時(shí)，手印通常都有所增強(qiáng)?？腕w經(jīng)“502”熏顯后，手印部位紋線上的中介物質(zhì)被“502”聚合物覆蓋，再進(jìn)行高真空鍍膜處理時(shí)，由于該聚合物大致屬于剛性物質(zhì)，因此整個(gè)物面都會(huì)鍍上一層金屬薄膜，但由于“502”聚合物的存在，導(dǎo)致紋線部位的物理高度與客體背景存在差異，進(jìn)而引起紋線部位在鍍上一層金屬薄膜后高度依然高于客體背景，在金屬薄膜反光能力整體增強(qiáng)后，由于這種高度差的存在，導(dǎo)致反差的進(jìn)一步增強(qiáng)。對(duì)于非滲透復(fù)雜色調(diào)背景上的手印，由于金屬薄膜的存在，掩蓋了背景上的色調(diào)，使其干擾變小，有利于手印反差的增強(qiáng)。

4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

(1)高真空鍍膜法顯現(xiàn)手印，除非滲透性客體外，還適用于滲透能力較小的紙張等客體上手印的顯現(xiàn)；

(2)高真空鍍膜法對(duì)于陳舊性手印的顯現(xiàn)效果，通常優(yōu)于“502”方法；

(3)高真空鍍膜法顯現(xiàn)手印后的客體，僅少數(shù)客體，如黑色塑料袋等，用“502”加強(qiáng)效果較好，其他多數(shù)情況下，“502”方法對(duì)其不具有增強(qiáng)效果；

(4)“502”方法處理手印后的客體，用高真空鍍膜法進(jìn)行后處理時(shí)對(duì)手印多數(shù)情況下具有增強(qiáng)作用，且效果多數(shù)優(yōu)于高真空鍍膜法獨(dú)立顯現(xiàn)的情形。