最新拉曼光譜法檢驗常見紅色水性筆油墨的研究[精選]

1、正文目錄摘 要1關鍵詞11. 引 言22. 字跡形成及油墨檢驗62.1 水性筆油墨形成字跡原理62.2 目前水性油墨常見檢驗方法73. 拉曼光譜法的研究進展及基本原理83.1 拉曼光譜法技術的發(fā)展83.2 拉曼光譜的基本原理84. 實驗部分11及材料114.2 條件及檢驗方法114.2.1 制作實驗樣本114.2.2 實驗條件及檢測方法1516215.2不同品牌紅色水性油墨在相同載體上的激光拉曼光譜比較236問題與不足23拉曼光譜法檢驗常見紅色水性筆油墨的研究14級刑事科學技術專業(yè)江銘川 摘 要：社會經(jīng)濟飛速發(fā)展這幾年里,遺產(chǎn)糾紛類案件和合同經(jīng)濟類犯罪案件的不斷增多已的問題已不容忽視。在各種合

2、同經(jīng)濟類案件、遺產(chǎn)糾紛類案件、刑事案件與民事糾紛中,一般會涉及虛假或私自修改涂抹合約、資料、數(shù)據(jù)、證件與文件等多種水性筆油墨字跡的研究鑒定。因此,創(chuàng)建精準穩(wěn)定的水性筆油墨字跡研究鑒定體系,進而高效科學的識別水性筆油墨類型非常重要和迫切。本研究利用顯微激光拉曼儀對紅色水性筆油墨進行檢驗，研究表明拉曼光譜分析水性油墨得到的譜圖清晰，準確，為同色油墨的同一認定提供了科學的方法。 關鍵詞：油墨檢驗；拉曼光譜分析；水性筆品牌abstract：criminal photography can record, display, fixed and inspection of crime-related ob

3、jects of an image of science and technology. it objectively record the crime scene, to make up for lack of site investigation, and for on-site review, field experiments provide materials, technical inspection, verification provide conditions and provide evidence for the prosecution, trial. in the ca

4、se of public security work, the use of the criminal investigation photographic technologies to collect more and more clues. however, in the front line in the public security police officers photographed the scene, especially in the process of breakdown of crime scene photography, the photographs wid

5、espread exposure, which seriously affected the quality of the work of police scene photography. therefore, in this paper, made specifically for this problem was studied and discussed. selection of software photoshop, matlab, police vision image analysis systems and shadow magic hands, respectively u

6、nderexposed and overexposed photos to repair, and then comparing longitudinal and transverse contrast. discovery software photoshop can solve overexposed and underexposed photo processing and repair.keywords：image processing；overexposed; underexposed水性筆油墨字跡的研究鑒定在法庭中具備關鍵的功能,此類字跡的研究鑒定也為各國眾多轟動一時的刑事案件的偵

7、破尋找正確線索和證據(jù)。水性筆油墨利用拉曼光譜法研究鑒定效率高且不會受到損害，精準，穩(wěn)定，譜圖清晰度高便于辨別。對少部分微量的檢材效果顯著，其不需要對檢材開展預處理，因此不會影響檢材，其中也不需要樣品制備環(huán)節(jié)，防止問題的出現(xiàn)，此外在研究環(huán)節(jié)中作便利，所需時間不長，敏銳度高等。所以，探討與使用此類方式分析以及辨別油墨，創(chuàng)建高效科學的分析體系具有現(xiàn)實價值和意義。在光線被分子利用透明介質(zhì)散射時，其頻率會出現(xiàn)明顯變動，上述情況被叫做拉曼散射現(xiàn)象。在上述散射光譜內(nèi)，頻率和入射光頻率0類似的成分被叫做瑞利散射；頻率對應位于0兩邊的譜線或譜帶01也就是拉曼光譜，此處頻率不高的成分01也被叫做斯托克斯線，頻率高

8、的成分0+1就被叫做反斯托克斯線。接近瑞利散射線兩邊的譜線被叫做小拉曼光譜；距離瑞利線兩邊較遠存在的則是大拉曼光譜。光譜分析法出自印度學者c.v.拉曼尋找到的拉曼散射效應，研究頻率不一樣的入射光散射光譜進而得到分子轉(zhuǎn)動與振動等相關內(nèi)容，其把其使用到研究分子結(jié)構(gòu)中，進而得出相對獨有的研究鑒定方式。近期顯微激光拉曼技術效果顯著，其逐漸變成京珠高效的鑒定方式，且被普遍使用在微量物證檢驗1-3，此技術就是高效方便的領先科技，憑借自身獨有的特點開始被普遍使用在眾多行業(yè)。1.1水性筆字跡形成及油墨常見檢驗方法1.1 1水性筆形成字跡原理以圓珠型筆尖與免再吸墨水筆芯為突出特點的水性筆，由于自身方便、干凈與書

9、寫便利的優(yōu)勢，在長久的發(fā)展之后，逐漸進入到國內(nèi)眾多機關組織、企業(yè)與各類學校中。目前，去除被要求不準采用圓珠型筆尖類筆的小學生之外，基本上無法看到采用吸水型硬筆筆尖書寫人群，其具備結(jié)構(gòu)單純、操作便利、書寫流暢，可按照需求挑選筆芯規(guī)格，此外可以用來復寫等優(yōu)勢,不管是廣大學生還是公司內(nèi)的職員等各領域人員都喜歡使用。水性筆和自來水筆有所差異，因為其主要采用干稠性油墨，油墨還是依賴筆頭上自主轉(zhuǎn)動的鋼珠帶出來進行轉(zhuǎn)寫。油墨屬于粘性油質(zhì)，主要包含胡麻子油、合成松子油(主要是萜烯醇類物質(zhì))、礦物油(分餾石油等礦物得出的油質(zhì))、硬膠以及油煙等材料，水性筆內(nèi)的油墨在書寫液的液壓影響下，書寫液利用鋼珠與筆尖之間的間

10、隙，產(chǎn)生字跡。.2 目前水性油墨常見的檢驗方法紅外光譜法，因為紅外與拉曼光譜能對字跡色痕開展無損研究, 主要方式單純且便于執(zhí)行 , 近期在墨水分析內(nèi)被大眾所關注。羅國安與王儉等專家 4 , 5 通過傅里葉變換紅外顯微光譜法全面的研究出 108 種藍色圓珠筆油墨色痕 , 尋找不同油墨混合成分結(jié)構(gòu)的不同遵循相應規(guī)律, 根據(jù)紅外光譜的特點吸收, 主要把上述圓珠筆油墨劃分成兩類 18 種。質(zhì)譜法（ms）,此方式能利用分析筆內(nèi)的堿性染料, 研究字跡提取液內(nèi)染料分子離子峰來辨別筆的類型。其次 , 因為染料曝露在環(huán)境內(nèi)遇到氧氣、紫外線與可見光等，隨之被降解, 可利用鑒定染料的降解產(chǎn)物來推斷墨水老化情況 6

11、。色譜鑒定法，此科技在油墨研究領域被普遍使用，主要涵蓋薄層色譜法、氣相色譜法、液相色譜法等多類方式 7 。在墨水書寫的研究方式中 , 普遍使用的依舊是薄層色譜法 , 然而與 gc 、h plc 、gc/ms 、 ce相關的使用開始增多。因為油墨成分繁雜、紙張構(gòu)成、存放要素和書寫力度等條件的作用 ,促使油墨鑒定分析始終是無法處理的現(xiàn)實問題。油墨鑒定研究逐漸變成阻礙法庭人員處理問題的重要阻礙,其對多種虛假文書、檔案與契約的辨別和筆芯的認定也具備現(xiàn)實價值,拉曼光譜學通常是對樣品受入射光激發(fā)而出現(xiàn)的散射開展測試。在頻率是的單色光照射到物質(zhì)表層時，入射光會在樣品表層出現(xiàn)散射。光散射被劃分成三類，丁達爾（

12、tyndall）散射、瑞利（rayleigh）散與拉曼（raman）散射。此處之前兩類的具體發(fā)生過程中光的頻率沒有改變，其中拉曼散射就是分子散射光相對入射光頻率出現(xiàn)相應改變的散射現(xiàn)象。丁達爾散射是因非均勻介質(zhì)或具有懸浮顆粒的介質(zhì)所造成的光的散射現(xiàn)象。此外瑞利與拉曼散射全部是在光與樣品分子的彼此影響下出現(xiàn)的，其中瑞利散射出現(xiàn)時散射光的頻率固定。在光和分子作用形成的散射中，瑞利散射效應占散射光的絕大部分，此外后者散射的強度大概是入射光強度的十萬分之一。所以，拉曼效應屬于相對較弱的效應。2.拉曼光譜法檢驗常見紅色水性筆油墨的研究2.1實驗用設備及材料本次實驗所用設備主要為激光拉曼光譜儀，實驗檢材是長

13、沙市市場收集到常見相同品牌不同種類紅色油墨水性筆芯和不同品牌的紅色油墨筆芯共11種將其油墨涂抹于玻片上放置變干，選取其中兩種做對照組涂抹于紙張上放置變干，并將它們編號，如表1所示。表1：紅色水性油墨筆芯列表檢材編號品牌筆芯類別產(chǎn)品型號載體1號檢材晨光全針管中性替芯4237玻片2號檢材晨光全針管中性替芯4250玻片3號檢材晨光全針管中性替芯4069玻片4號檢材晨光子彈筆尖中性替芯agr67098玻片5號檢材晨光彈簧筆尖中性替芯g5玻片6號檢材晨光按動中性替芯2004玻片7號檢材簡約組合彈簧筆尖中性替芯hk-386玻片8號檢材簡約組合全針管中性替芯hk-762玻片9號檢材聯(lián)眾全針管中性替芯ul62

14、8玻片10號檢材益榮標準中性替芯yr218玻片11一號檢材晨光全針管中性替芯4237紙張12號檢材晨光全針管中性替芯4250紙張2.2 條件與實驗方法2.2.1 制作實驗樣本 將實驗所需的11支紅色水性筆芯從1號到11號分別標記下來，然后取每支筆芯用剪刀剪開分別涂抹在玻片和紙張上編好對應的1-12號檢材，在處理不同品牌水性筆芯前用無水乙醇將剪刀擦拭干凈，將涂抹好的油墨檢材的玻片和紙張在日常條件相似的溫度、濕度、光照下放置干燥，制成待檢樣本。2.2.2實驗條件及檢測方法實驗儀器為foster 685-2型顯微拉曼光譜儀，儀器條件激光能量100%，采集時間10s，重復次數(shù)為3次。室溫控制在20-2

15、5，相對濕度控制在50以下，開啟拉曼光譜儀，將布有灰塵的玻片做為空白組校準儀器。開始檢測時，在普通光線調(diào)焦清楚后，將燈光換至激光觀察，隨后用某一波長的激光激發(fā)，產(chǎn)生紅色水性筆油墨的拉曼光譜圖，將得到的譜圖根據(jù)表格進行編號命名。3.實驗結(jié)果與分析3.1 實驗載體的選擇通油墨在不同的載體上的激光拉曼圖譜的反映可能會有所不同，在我們的實際生活中油墨常見載體為紙張，因此選取了兩種種紅色水性筆油墨分別涂抹在紙張和玻片上進行激光拉曼光譜分析，討論其相同點和差異點，以選擇實驗載體。 圖1 圖2 圖3 圖4圖1與圖3分別為1號油墨樣品和2號油墨樣品涂抹在玻片上通過激光拉曼光譜分析測得，圖2與圖4分別為1號油墨

16、樣品和2號油墨樣品涂抹在紙張上通過激光拉曼光譜分析測得。從圖1和圖2，圖3和圖4樣品的激光拉曼光譜圖中我們可以發(fā)現(xiàn)，1號檢材分別涂抹在紙張和玻片上，通過激光拉曼光譜分析得到的拉曼光譜圖在1000cm-2000cm處的拉曼峰數(shù)量和位置未出現(xiàn)明顯差異，2號檢材分別涂抹在紙張和玻片上，通過激光拉曼光譜分析得到的拉曼光譜圖在1000cm-2000cm處的拉曼峰數(shù)量和位置也未出現(xiàn)明顯差異，但從同種樣品在不同的載體上所得的激光拉曼光譜圖對比可以看出，在玻片上得到的拉曼光譜圖更加清晰，因此在實際的辦案過程中若用拉曼光譜法檢測分析油墨檢材可以選擇玻片作為油墨分析的載體。本文其他檢材統(tǒng)一用玻片作為載體。 3.2

17、不同品牌紅色水性筆油墨在相同載體上的激光拉曼光譜圖比較 圖5 圖6 圖7 圖8 圖9 圖10 圖11 圖12 圖13拉曼光譜圖的差異性主要是由于油墨成分有所差異，在遇到相同波長的激光激發(fā)之后出現(xiàn)不一樣的拉曼散射，在譜圖內(nèi)所呈現(xiàn)出的拉曼峰也不一樣。圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、均為晨光品牌的不同型號的紅色水性筆油墨涂抹在玻片上，在同一條件下通過激光拉曼光譜檢驗得到的拉曼光譜圖，從這5張拉曼光譜圖中可以看出在1000cm-2000cm位置其拉曼峰的數(shù)量和位置沒有出現(xiàn)較大差異，因此其油墨成分大致相同。圖10、圖11均為簡約組合品牌的紅色水性筆油墨不同型號的拉曼光譜圖，通過觀察拉曼峰在500cm-15

18、00cm位置的數(shù)量和位置無明顯差異，因此其油墨成分也大致相同。圖12、圖13分別為聯(lián)眾和益榮品牌的紅色水性筆油墨，通過實驗結(jié)果綜合比較發(fā)現(xiàn)，晨光，簡約組合等品牌不同型號的紅色水性筆油墨成分大致相同，通過激光拉曼光譜分析得到的拉曼光譜圖沒有較大差異。晨光、簡約組合、聯(lián)眾、益榮等品牌的紅色水性筆油墨通過激光拉曼光譜分析得到的拉曼光譜圖在拉曼峰的數(shù)量和位置上都存在較大差異。實驗可知，在同一波長的激光光源環(huán)境中，利用研究對比所得到的油墨拉曼光譜圖，可為辨別常見品牌的紅色水性筆油墨準備合理依據(jù)。在實驗的過程中還存在以下一些問題1. 由于條件限制樣本的采集不夠充分，只能代表市場上幾種常見紅色水性筆品牌的部分型號，若能夠增加品牌型號數(shù)量，實驗結(jié)果能夠更加全面。2. 犯罪現(xiàn)場的環(huán)境常常是變化的，留在現(xiàn)場的油墨痕跡可能有所污染或者被覆蓋，本實驗是在實驗室外界條件較合適，油墨沒有遭到破壞的情況下檢測分析。參考文獻：1kyptsov ah. applications of fourier transform raman spectroscopy in forensic sciencej. journal of forensic sciences,1994,39(2):305-318.2牛同燎，楊延勇.激光顯微拉曼光譜法檢