newyddion

Rydym yn defnyddio cwcis i wella eich profiad.Trwy barhau i bori'r wefan hon, rydych yn cytuno i'n defnydd o gwcis.Mwy o wybodaeth.
Pan adroddir am ddamwain traffig a bod un o'r cerbydau'n gadael y lleoliad, mae labordai fforensig yn aml yn cael y dasg o adfer y dystiolaeth.
Mae tystiolaeth weddilliol yn cynnwys gwydr wedi torri, prif oleuadau wedi torri, taillights, neu bymperi, yn ogystal â marciau sgid a gweddillion paent.Pan fydd cerbyd yn gwrthdaro â gwrthrych neu berson, mae'r paent yn debygol o drosglwyddo ar ffurf smotiau neu sglodion.
Mae paent modurol fel arfer yn gymysgedd cymhleth o wahanol gynhwysion wedi'u cymhwyso mewn haenau lluosog.Er bod y cymhlethdod hwn yn cymhlethu dadansoddiad, mae hefyd yn darparu cyfoeth o wybodaeth a allai fod yn bwysig ar gyfer adnabod cerbydau.
Mae microsgopeg Raman ac isgoch trawsnewid Fourier (FTIR) yn rhai o'r prif dechnegau y gellir eu defnyddio i ddatrys problemau o'r fath a hwyluso dadansoddiad annistrywiol o haenau penodol yn y strwythur cotio cyffredinol.
Mae dadansoddiad sglodion paent yn dechrau gyda data sbectrol y gellir ei gymharu'n uniongyrchol â samplau rheoli neu eu defnyddio ar y cyd â chronfa ddata i bennu gwneuthuriad, model a blwyddyn y cerbyd.
Mae Heddlu Marchogol Brenhinol Canada (RCMP) yn cynnal un gronfa ddata o'r fath, sef cronfa ddata Paint Data Query (PDQ).Gellir cyrchu'r labordai fforensig sy'n cymryd rhan unrhyw bryd i helpu i gynnal ac ehangu'r gronfa ddata.
Mae'r erthygl hon yn canolbwyntio ar y cam cyntaf yn y broses ddadansoddi: casglu data sbectrol o sglodion paent gan ddefnyddio microsgopeg FTIR a Raman.
Casglwyd data FTIR gan ddefnyddio microsgop Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR;casglwyd data Raman cyflawn gan ddefnyddio microsgop Raman Thermo Scientific™ DXR3xi.Cymerwyd sglodion paent o rannau difrodi'r car: un wedi'i naddu o'r panel drws, a'r llall o'r bumper.
Y dull safonol o atodi sbesimenau trawsdoriadol yw eu bwrw ag epocsi, ond os yw'r resin yn treiddio i'r sbesimen, efallai y bydd canlyniadau'r dadansoddiad yn cael eu heffeithio.Er mwyn atal hyn, gosodwyd y darnau paent rhwng dwy ddalen o poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) ar drawstoriad.
Cyn dadansoddi, gwahanwyd trawstoriad y sglodion paent â llaw o'r PTFE a gosodwyd y sglodion ar ffenestr fflworid bariwm (BaF2).Perfformiwyd mapio FTIR yn y modd trawsyrru gan ddefnyddio agorfa 10 x 10 µm2, gwrthrych a chyddwysydd 15x wedi'i optimeiddio, a thraw 5 µm.
Defnyddiwyd yr un samplau ar gyfer dadansoddiad Raman er cysondeb, er nad oes angen croestoriad ffenestr BaF2 tenau.Mae'n werth nodi bod gan BaF2 uchafbwynt Raman ar 242 cm-1, y gellir ei weld fel uchafbwynt gwan mewn rhai sbectra.Ni ddylai'r signal fod yn gysylltiedig â naddion paent.
Caffael delweddau Raman gan ddefnyddio meintiau picsel delwedd o 2 µm a 3 µm.Perfformiwyd dadansoddiad sbectrol ar y brigau prif gydrannau a chymhorthwyd y broses adnabod gan ddefnyddio technegau megis chwiliadau aml-gydran o gymharu â llyfrgelloedd sydd ar gael yn fasnachol.
Reis.1. Diagram o sampl paent modurol pedair haen nodweddiadol (chwith).Mosaig fideo trawsdoriadol o sglodion paent wedi'u cymryd o ddrws car (ar y dde).Credyd Delwedd: Thermo Fisher Gwyddonol - Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Er y gall nifer yr haenau o naddion paent mewn sampl amrywio, mae samplau fel arfer yn cynnwys tua phedair haen (Ffigur 1).Mae'r haen a gymhwysir yn uniongyrchol i'r swbstrad metel yn haen o preimio electrofforetig (tua 17-25 µm o drwch) sy'n amddiffyn y metel rhag yr amgylchedd ac yn gweithredu fel arwyneb mowntio ar gyfer haenau dilynol o baent.
Mae'r haen nesaf yn primer ychwanegol, pwti (tua 30-35 micron o drwch) i ddarparu arwyneb llyfn ar gyfer y gyfres nesaf o haenau paent.Yna daw'r gôt sylfaen neu'r gôt sylfaen (tua 10-20 µm o drwch) sy'n cynnwys y pigment paent sylfaen.Mae'r haen olaf yn haen amddiffynnol dryloyw (tua 30-50 micron o drwch) sydd hefyd yn darparu gorffeniad sgleiniog.
Un o'r prif broblemau gyda dadansoddi olion paent yw nad yw pob haen o baent ar y cerbyd gwreiddiol o reidrwydd yn bresennol fel sglodion paent a blemishes.Yn ogystal, gall fod gan samplau o wahanol ranbarthau gyfansoddiadau gwahanol.Er enghraifft, gall sglodion paent ar bumper gynnwys deunydd bumper a phaent.
Dangosir delwedd drawsdoriadol gweladwy sglodion paent yn Ffigur 1. Mae pedair haen yn weladwy yn y ddelwedd weladwy, sy'n cyfateb i'r pedair haen a nodir gan ddadansoddiad isgoch.
Ar ôl mapio'r trawstoriad cyfan, nodwyd haenau unigol gan ddefnyddio delweddau FTIR o wahanol ardaloedd brig.Dangosir sbectra cynrychioliadol a delweddau FTIR cysylltiedig o'r pedair haen yn y Ffigys.2. Roedd yr haen gyntaf yn cyfateb i orchudd acrylig tryloyw sy'n cynnwys polywrethan, melamin (uchafbwynt yn 815 cm-1) a styrene.
Mae'r ail haen, yr haen sylfaen (lliw) a'r haen glir yn gemegol debyg ac yn cynnwys acrylig, melamin a styren.
Er eu bod yn debyg ac nid oes unrhyw gopaon pigment penodol wedi'u nodi, mae'r sbectra yn dal i ddangos gwahaniaethau, yn bennaf o ran dwyster brig.Mae sbectrwm Haen 1 yn dangos copaon cryfach ar 1700 cm-1 (polywrethan), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) a 762 cm-1.
Mae dwyster brig yn sbectrwm haen 2 yn cynyddu ar 2959 cm-1 (methyl), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (ether), 1077 cm-1 (ether) a 731 cm-1.Roedd sbectrwm yr haen arwyneb yn cyfateb i sbectrwm llyfrgell resin alkyd yn seiliedig ar asid isoffthalig.
Mae'r gôt olaf o preimiwr e-gôt yn epocsi ac o bosibl yn polywrethan.Yn y pen draw, roedd y canlyniadau'n gyson â'r rhai a geir yn gyffredin mewn paent modurol.
Perfformiwyd dadansoddiad o'r gwahanol gydrannau ym mhob haen gan ddefnyddio llyfrgelloedd FTIR sydd ar gael yn fasnachol, nid cronfeydd data paent modurol, felly er bod y cyfatebiaethau'n gynrychioliadol, efallai nad ydynt yn absoliwt.
Bydd defnyddio cronfa ddata a luniwyd ar gyfer y math hwn o ddadansoddiad yn cynyddu gwelededd hyd yn oed gwneuthuriad, model a blwyddyn y cerbyd.
Ffigur 2. Sbectra FTIR cynrychioliadol o bedair haen a nodwyd mewn trawstoriad o baent drws car wedi'i naddu.Mae delweddau isgoch yn cael eu cynhyrchu o ranbarthau brig sy'n gysylltiedig â haenau unigol ac wedi'u harosod ar y ddelwedd fideo.Mae'r ardaloedd coch yn dangos lleoliad yr haenau unigol.Gan ddefnyddio agorfa o 10 x 10 µm2 a maint cam o 5 µm, mae’r ddelwedd isgoch yn gorchuddio arwynebedd o 370 x 140 µm2.Credyd Delwedd: Thermo Fisher Gwyddonol - Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Ar ffig.Mae 3 yn dangos delwedd fideo o groestoriad o sglodion paent bumper, mae o leiaf tair haen i'w gweld yn glir.
Mae delweddau trawsdoriadol isgoch yn cadarnhau presenoldeb tair haen benodol (Ffig. 4).Mae'r haen allanol yn gôt glir, yn fwyaf tebygol o polywrethan ac acrylig, a oedd yn gyson o'i gymharu â sbectra cot clir mewn llyfrgelloedd fforensig masnachol.
Er bod sbectrwm y cotio sylfaen (lliw) yn debyg iawn i sbectrwm y cotio clir, mae'n dal yn ddigon gwahanol i gael ei wahaniaethu o'r haen allanol.Mae gwahaniaethau sylweddol yn nwysedd cymharol y copaon.
Gall y drydedd haen fod yn ddeunydd bumper ei hun, sy'n cynnwys polypropylen a talc.Gellir defnyddio Talc fel llenwad atgyfnerthu ar gyfer polypropylen i wella priodweddau strwythurol y deunydd.
Roedd y ddwy gôt allanol yn gyson â'r rhai a ddefnyddir mewn paent modurol, ond ni nodwyd unrhyw frigau pigment penodol yn y cot preimio.
Reis.3. Mosaig fideo o groestoriad o sglodion paent a gymerwyd o bumper car.Credyd delwedd: Thermo Fisher Scientific – Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Reis.4. Sbectra FTIR cynrychioliadol o dair haen a nodwyd mewn trawstoriad o sglodion paent ar bumper.Mae delweddau isgoch yn cael eu cynhyrchu o ranbarthau brig sy'n gysylltiedig â haenau unigol ac wedi'u harosod ar y ddelwedd fideo.Mae'r ardaloedd coch yn dangos lleoliad yr haenau unigol.Gan ddefnyddio agorfa o 10 x 10 µm2 a maint cam o 5 µm, mae’r ddelwedd isgoch yn gorchuddio arwynebedd o 535 x 360 µm2.Credyd Delwedd: Thermo Fisher Gwyddonol - Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Defnyddir microsgopeg delweddu Raman i ddadansoddi cyfres o drawstoriadau i gael gwybodaeth ychwanegol am y sampl.Fodd bynnag, mae dadansoddiad Raman wedi'i gymhlethu gan y fflworoleuedd a allyrrir gan y sampl.Profwyd sawl ffynhonnell laser wahanol (455 nm, 532 nm a 785 nm) i werthuso'r cydbwysedd rhwng dwyster fflworoleuedd a dwyster signal Raman.
Ar gyfer dadansoddi sglodion paent ar ddrysau, ceir y canlyniadau gorau gan laser â thonfedd o 455 nm;er bod fflworoleuedd yn dal i fod yn bresennol, gellir defnyddio cywiriad sylfaen i'w wrthweithio.Fodd bynnag, nid oedd y dull hwn yn llwyddiannus ar haenau epocsi oherwydd bod y fflworoleuedd yn rhy gyfyngedig ac roedd y deunydd yn agored i niwed laser.
Er bod rhai laserau yn well nag eraill, nid oes unrhyw laser yn addas ar gyfer dadansoddiad epocsi.Dadansoddiad trawsdoriadol Raman o sglodion paent ar bumper gan ddefnyddio laser 532 nm.Mae'r cyfraniad fflworoleuedd yn dal i fod yn bresennol, ond wedi'i ddileu trwy gywiro llinell sylfaen.
Reis.5. Cynrychiolydd Raman sbectra o'r tair haen gyntaf o sampl sglodion drws car (ar y dde).Collwyd y bedwaredd haen (epocsi) wrth gynhyrchu'r sampl.Cafodd y sbectra eu cywiro i gael gwared ar effaith fflworoleuedd a'u casglu gan ddefnyddio laser 455 nm.Dangoswyd arwynebedd o 116 x 100 µm2 gan ddefnyddio maint picsel o 2 µm.Mosaig fideo trawstoriad (chwith uchaf).Delwedd groestoriadol Cydraniad Cromlin Raman Amlddimensiwn (MCR) (chwith isaf).Credyd Delwedd: Thermo Fisher Gwyddonol - Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Dangosir dadansoddiad Raman o groestoriad o ddarn o baent drws car yn Ffigur 5;nid yw'r sampl hwn yn dangos yr haen epocsi oherwydd iddo gael ei golli wrth baratoi.Fodd bynnag, gan y canfuwyd bod dadansoddiad Raman o'r haen epocsi yn broblemus, ni ystyriwyd bod hyn yn broblem.
Mae presenoldeb styrene yn dominyddu yn sbectrwm Raman haen 1, tra bod y brig carbonyl yn llawer llai dwys nag yn y sbectrwm IR.O'i gymharu â FTIR, mae dadansoddiad Raman yn dangos gwahaniaethau sylweddol yn sbectra yr haen gyntaf a'r ail haen.
Y cydweddiad Raman agosaf i'r gôt sylfaen yw perylene;er nad yw'n cyfateb yn union, gwyddys bod deilliadau perylene yn cael eu defnyddio mewn pigmentau mewn paent modurol, felly gall gynrychioli pigment yn yr haen lliw.
Roedd y sbectra arwyneb yn gyson â resinau alcyd isoffthalic, ond fe wnaethant hefyd ganfod presenoldeb titaniwm deuocsid (TiO2, rutile) yn y samplau, a oedd weithiau'n anodd ei ganfod gyda FTIR, yn dibynnu ar y toriad sbectrol.
Reis.6. Sbectrwm Raman cynrychioliadol o sampl o sglodion paent ar bumper (dde).Cafodd y sbectra eu cywiro i gael gwared ar effaith fflworoleuedd a'u casglu gan ddefnyddio laser 532 nm.Dangoswyd arwynebedd o 195 x 420 µm2 gan ddefnyddio maint picsel o 3 µm.Mosaig fideo trawstoriad (chwith uchaf).Delwedd Raman MCR o groestoriad rhannol (chwith isaf).Credyd delwedd: Thermo Fisher Scientific – Dadansoddi Deunyddiau a Strwythurol
Ar ffig.Mae 6 yn dangos canlyniadau Raman yn gwasgaru trawstoriad o sglodion paent ar bumper.Mae haen ychwanegol (haen 3) wedi'i darganfod na chafodd ei chanfod yn flaenorol gan FTIR.
Yr agosaf at yr haen allanol yw copolymer o styren, ethylene a biwtadïen, ond mae tystiolaeth hefyd o bresenoldeb cydran anhysbys ychwanegol, fel y gwelir gan uchafbwynt carbonyl bach anesboniadwy.
Gall sbectrwm y cot sylfaen adlewyrchu cyfansoddiad y pigment, gan fod y sbectrwm yn cyfateb i ryw raddau i'r cyfansoddyn ffthalocyanin a ddefnyddir fel y pigment.
Mae'r haen anhysbys o'r blaen yn denau iawn (5 µm) ac yn rhannol wedi'i chyfansoddi o garbon a rutile.Oherwydd trwch yr haen hon a'r ffaith bod TiO2 a charbon yn anodd eu canfod gyda FTIR, nid yw'n syndod na chawsant eu canfod gan ddadansoddiad IR.
Yn ôl canlyniadau FT-IR, nodwyd y bedwaredd haen (y deunydd bumper) fel polypropylen, ond dangosodd dadansoddiad Raman hefyd bresenoldeb rhywfaint o garbon.Er na ellir diystyru presenoldeb talc a welwyd yn FITR, ni ellir gwneud adnabyddiaeth gywir oherwydd bod y brig Raman cyfatebol yn rhy fach.
Mae paent modurol yn gymysgeddau cymhleth o gynhwysion, ac er y gall hyn ddarparu llawer o wybodaeth adnabod, mae hefyd yn gwneud dadansoddi yn her fawr.Gellir canfod marciau sglodion paent yn effeithiol trwy ddefnyddio microsgop Nicolet RaptIR FTIR.
Mae FTIR yn dechneg ddadansoddi annistrywiol sy'n darparu gwybodaeth ddefnyddiol am haenau a chydrannau amrywiol paent modurol.
Mae'r erthygl hon yn trafod y dadansoddiad sbectrosgopig o haenau paent, ond gall dadansoddiad mwy trylwyr o'r canlyniadau, naill ai trwy gymharu'n uniongyrchol â cherbydau amheus neu drwy gronfeydd data sbectrol pwrpasol, ddarparu gwybodaeth fwy manwl gywir i gyfateb y dystiolaeth i'w ffynhonnell.