նորություններ

Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար: Այս կայքում շարունակելով զննարկել՝ դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը: Լրացուցիչ տեղեկություններ:
Երբ հաղորդվում է ճանապարհատրանսպորտային պատահարի մասին, և մեքենաներից մեկը լքում է դեպքի վայրը, դատաբժշկական լաբորատորիաներին հաճախ հանձնարարվում է վերականգնել ապացույցները։
Մնացորդային ապացույցները ներառում են կոտրված ապակի, կոտրված լուսարձակներ, հետևի լապտերներ կամ բամպերներ, ինչպես նաև սահքի հետքեր և ներկի մնացորդներ: Երբ տրանսպորտային միջոցը բախվում է առարկայի կամ անձի հետ, ներկը, հավանաբար, կտեղափոխվի բծերի կամ կտորների տեսքով:
Ավտոմեքենայի ներկը սովորաբար տարբեր բաղադրիչների բարդ խառնուրդ է, որը կիրառվում է բազմաթիվ շերտերով: Չնայած այս բարդությունը բարդացնում է վերլուծությունը, այն նաև տրամադրում է տրանսպորտային միջոցի նույնականացման համար պոտենցիալ կարևոր տեղեկատվության հարուստ պաշար:
Ռամանի մանրադիտակը և Ֆուրիեի ձևափոխության ինֆրակարմիրը (FTIR) հիմնական մեթոդներից են, որոնք կարող են օգտագործվել նման խնդիրներ լուծելու և ընդհանուր ծածկույթի կառուցվածքում որոշակի շերտերի ոչ դեստրուկտիվ վերլուծությունը հեշտացնելու համար։
Ներկի չիպերի վերլուծությունը սկսվում է սպեկտրալ տվյալներից, որոնք կարող են անմիջապես համեմատվել վերահսկիչ նմուշների հետ կամ օգտագործվել տվյալների բազայի հետ համատեղ՝ տրանսպորտային միջոցի մակնիշը, մոդելը և տարեթիվը որոշելու համար։
Կանադայի թագավորական հեծյալ ոստիկանությունը (RCMP) պահպանում է նման տվյալների բազաներից մեկը՝ Paint Data Query (PDQ) տվյալների բազան: Մասնակից դատաբժշկական լաբորատորիաներին կարելի է մուտք գործել ցանկացած պահի՝ տվյալների բազան պահպանելու և ընդլայնելու համար:
Այս հոդվածը կենտրոնանում է վերլուծության գործընթացի առաջին քայլի վրա՝ ներկի չիպսերից սպեկտրալ տվյալների հավաքագրման վրա՝ օգտագործելով FTIR և Ռամանի մանրադիտակը։
FTIR տվյալները հավաքագրվել են Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR մանրադիտակի միջոցով։ Ռամանի ամբողջական տվյալները հավաքագրվել են Thermo Scientific™ DXR3xi Ռամանի մանրադիտակի միջոցով։ Մեքենայի վնասված մասերից վերցվել են ներկի կտորներ. մեկը կտրվել է դռան վահանակից, մյուսը՝ բամպերից։
Լայնական հատույթի նմուշները ամրացնելու ստանդարտ մեթոդը դրանք էպօքսիդային խեժով ձուլելն է, սակայն եթե խեժը թափանցի նմուշի մեջ, վերլուծության արդյունքները կարող են փոխվել: Դա կանխելու համար ներկի կտորները տեղադրվել են պոլի(տետրաֆտորէթիլենի) (PTFE) երկու թերթերի միջև՝ լայնական հատույթով:
Վերլուծությունից առաջ ներկի չիպի լայնական հատվածքը ձեռքով առանձնացվել է PTFE-ից, և չիպը տեղադրվել է բարիումի ֆտորիդի (BaF2) պատուհանի վրա: FTIR քարտեզագրումը կատարվել է փոխանցման ռեժիմով՝ օգտագործելով 10 x 10 µm2 ապերտուրա, օպտիմալացված 15x օբյեկտիվ և խտացուցիչ, ինչպես նաև 5 µմ քայլ:
Նույն նմուշներն օգտագործվել են Ռամանի վերլուծության համար՝ համապատասխանության համար, չնայած որ BaF2-ի բարակ պատուհանի լայնական հատույթը պարտադիր չէ: Հարկ է նշել, որ BaF2-ն ունի Ռամանի գագաթնակետ 242 սմ-1-ում, որը որոշ սպեկտրներում կարող է դիտվել որպես թույլ գագաթ: Ազդանշանը չպետք է կապված լինի ներկի թեփուկների հետ:
Ստացե՛ք Ռամանի պատկերներ՝ օգտագործելով 2 մկմ և 3 մկմ պատկերի պիքսելային չափսեր: Սպեկտրալ վերլուծությունը կատարվել է գլխավոր բաղադրիչների գագաթների վրա, և նույնականացման գործընթացը նպաստվել է այնպիսի տեխնիկաների կիրառմամբ, ինչպիսիք են բազմաբաղադրիչ որոնումները՝ համեմատած առևտրային առումով մատչելի գրադարանների հետ:
Բրինձ։ 1. Ավտոմեքենայի չորսշերտ ներկի տիպիկ նմուշի դիագրամ (ձախից)։ Մեքենայի դռնից վերցված ներկի կտորների լայնական կտրվածքի վիդեո խճանկար (աջից)։ Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Չնայած նմուշում ներկի թեփուկների շերտերի քանակը կարող է տարբեր լինել, նմուշները սովորաբար բաղկացած են մոտավորապես չորս շերտից (Նկար 1): Մետաղական հիմքին անմիջապես քսվող շերտը էլեկտրոֆորետիկ նախաներկի շերտ է (մոտավորապես 17-25 մկմ հաստությամբ), որը ծառայում է մետաղը շրջակա միջավայրից պաշտպանելուն և ծառայում է որպես ներկի հաջորդ շերտերի ամրացման մակերես:
Հաջորդ շերտը լրացուցիչ նախաներկ է՝ մածիկ (մոտավորապես 30-35 միկրոն հաստությամբ), որը ապահովում է ներկի հաջորդ շերտերի համար հարթ մակերես։ Այնուհետև գալիս է հիմնական ներկի ներկանյութից կազմված հիմնական շերտը կամ հիմքային շերտը (մոտավորապես 10-20 միկրոն հաստությամբ)։ Վերջին շերտը թափանցիկ պաշտպանիչ շերտ է (մոտավորապես 30-50 միկրոն հաստությամբ), որը նույնպես ապահովում է փայլուն մակերես։
Գունանյութի հետքի վերլուծության հիմնական խնդիրներից մեկն այն է, որ սկզբնական մեքենայի վրա ներկի բոլոր շերտերը պարտադիր չէ, որ առկա լինեն որպես ներկի կտորներ և բծեր: Բացի այդ, տարբեր շրջաններից վերցված նմուշները կարող են ունենալ տարբեր կազմություն: Օրինակ, բամպերի վրա ներկի կտորները կարող են բաղկացած լինել բամպերի նյութից և ներկից:
Նկար 1-ում ներկայացված է ներկի չիպի տեսանելի լայնական կտրվածքի պատկերը: Տեսանելի պատկերում տեսանելի են չորս շերտեր, որոնք համապատասխանում են ինֆրակարմիր վերլուծությամբ նույնականացված չորս շերտերին:
Ամբողջ լայնական հատույթը քարտեզագրելուց հետո, առանձին շերտերը նույնականացվեցին տարբեր գագաթնակետային մակերեսների FTIR պատկերների միջոցով: Չորս շերտերի ներկայացուցչական սպեկտրները և դրանց հետ կապված FTIR պատկերները ներկայացված են Նկար 2-ում: Առաջին շերտը համապատասխանում էր պոլիուրեթանից, մելամինից (գագաթնակետը՝ 815 սմ-1) և ստիրոլից բաղկացած թափանցիկ ակրիլային ծածկույթի:
Երկրորդ շերտը, հիմնական (գունային) շերտը և թափանցիկ շերտը քիմիապես նման են և բաղկացած են ակրիլից, մելամինից և ստիրոլից։
Չնայած դրանք նման են և որևէ հատուկ գունանյութի գագաթներ չեն հայտնաբերվել, սպեկտրները դեռևս տարբերություններ են ցույց տալիս, հիմնականում գագաթների ինտենսիվության առումով: 1-ին շերտի սպեկտրը ցույց է տալիս ավելի ուժեղ գագաթներ 1700 սմ-1 (պոլիուրեթան), 1490 սմ-1, 1095 սմ-1 (CO) և 762 սմ-1-ում:
Շերտ 2-ի սպեկտրում գագաթնակետային ինտենսիվությունները մեծանում են 2959 սմ-1 (մեթիլ), 1303 սմ-1, 1241 սմ-1 (եթեր), 1077 սմ-1 (եթեր) և 731 սմ-1 դեպքում: Մակերեսային շերտի սպեկտրը համապատասխանում էր իզոֆթալաթթվի վրա հիմնված ալկիդային խեժի գրադարանային սպեկտրին:
Էլեկտրոնային ծածկույթի նախաներկի վերջնական շերտը էպօքսիդային խեժ է և հնարավոր է՝ պոլիուրեթանային։ Վերջնական արդյունքում ստացված արդյունքները համապատասխանում էին ավտոմեքենաների ներկերում սովորաբար հանդիպող արդյունքներին։
Յուրաքանչյուր շերտի տարբեր բաղադրիչների վերլուծությունը կատարվել է առևտրային առումով մատչելի FTIR գրադարանների, այլ ոչ թե ավտոմոբիլային ներկերի տվյալների բազաների միջոցով, ուստի, չնայած համընկնումները ներկայացուցչական են, դրանք կարող են բացարձակ չլինել։
Այս տեսակի վերլուծության համար նախատեսված տվյալների բազայի օգտագործումը կբարձրացնի նույնիսկ տրանսպորտային միջոցի մակնիշի, մոդելի և տարեթվի տեսանելիությունը։
Նկար 2. Չորս նույնականացված շերտերի ներկայացուցչական FTIR սպեկտրներ մեքենայի դռան ներկի կտրվածքում: Ինֆրակարմիր պատկերները ստեղծվում են առանձին շերտերի հետ կապված գագաթնակետային շրջաններից և վերադրվում են տեսապատկերի վրա: Կարմիր հատվածները ցույց են տալիս առանձին շերտերի տեղադրությունը: Օգտագործելով 10 x 10 մկմ2 ապերտուրա և 5 մկմ քայլի չափ, ինֆրակարմիր պատկերը ծածկում է 370 x 140 մկմ2 տարածք: Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Նկ. 3-ում ցույց է տրված բամպերի ներկի կտորների լայնական կտրվածքի տեսապատկերը, որտեղ հստակ երևում են առնվազն երեք շերտ:
Ինֆրակարմիր լայնական կտրվածքի պատկերները հաստատում են երեք տարբեր շերտերի առկայությունը (Նկ. 4): Արտաքին շերտը թափանցիկ ծածկույթ է, ամենայն հավանականությամբ՝ պոլիուրեթանային և ակրիլային, ինչը համապատասխանում էր առևտրային դատաբժշկական գրադարաններում թափանցիկ ծածկույթի սպեկտրների հետ համեմատած:
Չնայած հիմնական (գունային) ծածկույթի սպեկտրը շատ նման է թափանցիկ ծածկույթի սպեկտրին, այն դեռևս բավականաչափ տարբեր է արտաքին շերտից տարբերակելու համար: Գագաթների հարաբերական ինտենսիվության մեջ կան զգալի տարբերություններ:
Երրորդ շերտը կարող է լինել բամպերի նյութը՝ բաղկացած պոլիպրոպիլենից և տալկից: Տալկը կարող է օգտագործվել որպես պոլիպրոպիլենի ամրացնող լցանյութ՝ նյութի կառուցվածքային հատկությունները բարելավելու համար:
Երկու արտաքին շերտերն էլ համապատասխանում էին ավտոմոբիլային ներկերում օգտագործվողներին, սակայն նախաներկի շերտում որևէ հատուկ գունանյութի գագաթնակետեր չեն հայտնաբերվել։
Բրինձ։ 3. Մեքենայի բամպերից վերցված ներկի կտորների լայնական կտրվածքի տեսա-մոզաիկա։ Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Ռայս։ 4. Բամպերի վրա ներկի չիպերի լայնական հատույթում երեք նույնականացված շերտերի ներկայացուցչական FTIR սպեկտրներ։ Ինֆրակարմիր պատկերները ստեղծվում են առանձին շերտերի հետ կապված գագաթնակետային շրջաններից և վերադրվում են տեսապատկերի վրա։ Կարմիր հատվածները ցույց են տալիս առանձին շերտերի տեղադրությունը։ Օգտագործելով 10 x 10 մկմ2 ապերտուրա և 5 մկմ քայլի չափ, ինֆրակարմիր պատկերը ծածկում է 535 x 360 մկմ2 տարածք։ Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն
Ռամանի պատկերագրական մանրադիտակը օգտագործվում է մի շարք լայնական կտրվածքներ վերլուծելու համար՝ նմուշի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալու համար: Այնուամենայնիվ, Ռամանի վերլուծությունը բարդանում է նմուշի կողմից արձակվող ֆլուորեսցենցիայի պատճառով: Ֆլուորեսցենցիայի ինտենսիվության և Ռամանի ազդանշանի ինտենսիվության միջև հավասարակշռությունը գնահատելու համար փորձարկվել են մի քանի տարբեր լազերային աղբյուրներ (455 նմ, 532 նմ և 785 նմ):
Դռների վրա ներկի չիպերի վերլուծության համար լավագույն արդյունքները ստացվում են 455 նմ ալիքի երկարությամբ լազերի միջոցով. չնայած ֆլուորեսցենցիան դեռևս առկա է, այն հակազդելու համար կարելի է օգտագործել հիմքի ուղղում: Սակայն այս մոտեցումը հաջող չէր էպօքսիդային շերտերի վրա, քանի որ ֆլուորեսցենցիան չափազանց սահմանափակ էր, և նյութը զգայուն էր լազերային վնասման նկատմամբ:
Չնայած որոշ լազերներ ավելի լավն են, քան մյուսները, ոչ մի լազեր հարմար չէ էպօքսիդային վերլուծության համար: Բամպերի վրա ներկի կտորների Ռամանի լայնական հատույթի վերլուծություն՝ օգտագործելով 532 նմ լազեր: Ֆլուորեսցենցիայի ներդրումը դեռևս առկա է, բայց վերացվում է բազային գծի շտկման միջոցով:
Բրինձ։ 5. Մեքենայի դռան չիպի նմուշի առաջին երեք շերտերի ներկայացուցչական Ռամանի սպեկտրները (աջ)։ Չորրորդ շերտը (էպօքսիդային) կորել է նմուշի արտադրության ընթացքում։ Սպեկտրները շտկվել են բազային գծում՝ ֆլուորեսցենցիայի ազդեցությունը վերացնելու համար և հավաքվել են 455 նմ լազերի միջոցով։ 116 x 100 մկմ2 մակերեսը ցուցադրվել է 2 մկմ պիքսելային չափի միջոցով։ Լայնական կտրվածքի տեսանյութի խճանկար (վերևի ձախ կողմում)։ Բազմաչափ Ռամանի կորի լուծաչափի (MCR) լայնական կտրվածքի պատկեր (ներքևի ձախ կողմում)։ Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն։
Մեքենայի դռան ներկի լայնական հատույթի Ռամանի վերլուծությունը ներկայացված է նկար 5-ում։ Այս նմուշում էպօքսիդային շերտը չի երևում, քանի որ այն կորել է նախապատրաստման ընթացքում։ Սակայն, քանի որ էպօքսիդային շերտի Ռամանի վերլուծությունը խնդրահարույց էր, սա խնդիր չհամարվեց։
Ստիրոլի առկայությունը գերակշռում է 1-ին շերտի Ռամանի սպեկտրում, մինչդեռ կարբոնիլային գագաթնակետը շատ ավելի քիչ ինտենսիվ է, քան ինֆրակարմիր սպեկտրում: FTIR-ի համեմատ, Ռամանի վերլուծությունը ցույց է տալիս առաջին և երկրորդ շերտերի սպեկտրների զգալի տարբերություններ:
Հիմնական ծածկույթին ամենամոտ Ռամանի համապատասխանությունը պերիլենն է։ Չնայած այն լիովին համապատասխան չէ, հայտնի է, որ պերիլենի ածանցյալները օգտագործվում են ավտոմոբիլային ներկերի գունանյութերում, ուստի այն կարող է ներկայացնել գունային շերտի գունանյութ։
Մակերևութային սպեկտրները համապատասխանում էին իզոֆթալային ալկիդային խեժերին, սակայն դրանք նաև հայտնաբերեցին նմուշներում տիտանի երկօքսիդի (TiO2, ռուտիլ) առկայություն, որը երբեմն դժվար էր հայտնաբերել FTIR-ով՝ կախված սպեկտրալ սահմանային արժեքից։
Բրինձ։ 6. Բամպերի վրա ներկի կտորների նմուշի ներկայացուցչական Ռամանի սպեկտրը (աջ)։ Սպեկտրները շտկվել են բազային գծի վրա՝ ֆլուորեսցենցիայի ազդեցությունը հեռացնելու համար և հավաքվել են 532 նմ լազերի միջոցով։ 195 x 420 մկմ2 մակերեսը ցուցադրվել է 3 մկմ պիքսելային չափի միջոցով։ Լայնական կտրվածքի տեսանյութ-մոզաիկա (վերևի ձախ կողմում)։ Մասնակի լայնական կտրվածքի Ռամանի MCR պատկերը (ներքևի ձախ կողմում)։ Պատկերի հեղինակային իրավունքը՝ Thermo Fisher Scientific – Նյութեր և կառուցվածքային վերլուծություն։
Նկար 6-ում ցույց են տրված բամպերի վրա ներկի կտորների լայնական հատույթի Ռամանի ցրման արդյունքները: Հայտնաբերվել է լրացուցիչ շերտ (շերտ 3), որը նախկինում չէր հայտնաբերվել FTIR-ի կողմից:
Արտաքին շերտին ամենամոտը ստիրոլի, էթիլենի և բութադիենի համապոլիմերն է, սակայն կան նաև լրացուցիչ անհայտ բաղադրիչի առկայության վկայություններ, ինչի մասին վկայում է փոքր անհասկանալի կարբոնիլային գագաթնակետը։
Հիմնական ծածկույթի սպեկտրը կարող է արտացոլել գունանյութի կազմը, քանի որ սպեկտրը որոշ չափով համապատասխանում է որպես գունանյութ օգտագործվող ֆթալոցիանին միացությանը։
Նախկինում անհայտ շերտը շատ բարակ է (5 մկմ) և մասամբ կազմված է ածխածնից և ռուտիլից: Այս շերտի հաստության և այն փաստի պատճառով, որ TiO2-ը և ածխածինը դժվար է հայտնաբերել FTIR-ով, զարմանալի չէ, որ դրանք չեն հայտնաբերվել IR վերլուծությամբ:
FT-IR արդյունքների համաձայն, չորրորդ շերտը (բամպերի նյութը) նույնականացվել է որպես պոլիպրոպիլեն, սակայն Ռամանի վերլուծությունը նաև ցույց է տվել որոշակի քանակությամբ ածխածնի առկայություն: Չնայած FITR-ում դիտարկված տալկի առկայությունը չի կարելի բացառել, ճշգրիտ նույնականացում չի կարող կատարվել, քանի որ համապատասխան Ռամանի գագաթնակետը չափազանց փոքր է:
Ավտոմոբիլային ներկերը բաղադրիչների բարդ խառնուրդներ են, և չնայած դա կարող է մեծ քանակությամբ նույնականացման տեղեկատվություն տրամադրել, այն նաև վերլուծությունը դարձնում է լուրջ մարտահրավեր: Ներկի չիպերի հետքերը կարող են արդյունավետորեն հայտնաբերվել Nicolet RaptIR FTIR մանրադիտակի միջոցով:
FTIR-ը ոչ դեստրուկտիվ վերլուծության տեխնիկա է, որը տրամադրում է օգտակար տեղեկատվություն ավտոմոբիլային ներկի տարբեր շերտերի և բաղադրիչների մասին։
Այս հոդվածում քննարկվում է ներկի շերտերի սպեկտրոսկոպիկ վերլուծությունը, սակայն արդյունքների ավելի մանրակրկիտ վերլուծությունը՝ կամ կասկածելի տրանսպորտային միջոցների հետ ուղղակի համեմատության միջոցով, կամ նվիրված սպեկտրալ տվյալների բազաների միջոցով, կարող է ավելի ճշգրիտ տեղեկատվություն տրամադրել՝ ապացույցները իրենց աղբյուրին համապատասխանեցնելու համար։