nijs

Wy brûke cookies om jo ûnderfining te ferbetterjen.Troch troch te gean mei it blêdzjen fan dizze side, stimme jo yn mei ús gebrûk fan cookies.Mear ynformaasje.
Wannear't in ferkearsûngelok wurdt rapportearre en ien fan 'e auto's ferlit it toaniel, wurde forensyske laboratoaren faaks de opdracht om it bewiis werom te heljen.
Residual bewiis omfettet brutsen glês, brutsen koplampen, achterljochten, as bumpers, lykas skidmarken en ferveresten.As in auto botst mei in objekt of persoan, sil de ferve wierskynlik oerdrage yn 'e foarm fan flekken of chips.
Autoferve is normaal in kompleks mingsel fan ferskate yngrediïnten tapast yn meardere lagen.Hoewol dizze kompleksiteit de analyze komplisearret, leveret it ek in skat oan potensjeel wichtige ynformaasje foar identifikaasje fan auto's.
Raman-mikroskopie en Fourier-transformaasje ynfraread (FTIR) binne guon fan 'e wichtichste techniken dy't brûkt wurde kinne om sokke problemen op te lossen en net-destruktive analyze fan spesifike lagen yn' e totale coatingstruktuer te fasilitearjen.
Paint-chip-analyse begjint mei spektrale gegevens dy't direkt kinne wurde fergelike mei kontrôlemonsters of brûkt wurde yn kombinaasje mei in databank om it merk, model en jier fan 'e auto te bepalen.
De Royal Canadian Mounted Police (RCMP) ûnderhâldt ien sa'n databank, de Paint Data Query (PDQ) databank.Dielnimmende forensyske laboratoaria kinne op elk momint tagong wurde om de database te behâlden en út te wreidzjen.
Dit artikel rjochtet him op 'e earste stap yn it analyseproses: spektrale gegevens sammelje fan fervechips mei FTIR- en Raman-mikroskopie.
FTIR-gegevens waarden sammele mei in Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™ FTIR-mikroskoop;folsleine Raman-gegevens waarden sammele mei in Thermo Scientific ™ DXR3xi Raman-mikroskoop.Fan skansearre dielen fan 'e auto binne ferfsnippers helle: ien fan it doarpaniel, de oare út' e bumper.
De standertmetoade foar it befestigjen fan dwerstrochsneedeksimplaren is om se mei epoksy te smiten, mar as de hars it eksimplaar penetreart, kinne de resultaten fan 'e analyze beynfloede wurde.Om dit foar te kommen, waarden de ferve stikken pleatst tusken twa platen poly(tetrafluorethylene) (PTFE) op in dwerstrochsneed.
Foarôfgeand oan analyse waard de dwerstrochsneed fan 'e ferve-chip manuell skieden fan' e PTFE en de chip waard pleatst op in bariumfluoride (BaF2) finster.FTIR mapping waard útfierd yn oerdracht modus mei help fan in 10 x 10 µm2 diafragma, in optimalisearre 15x objektyf en kondensor, en in 5 µm pitch.
Deselde samples waarden brûkt foar Raman analyze foar gearhing, hoewol't in tinne BaF2 finster dwerstrochsneed is net nedich.It is de muoite wurdich opskriuwen dat BaF2 hat in Raman pyk op 242 cm-1, dat kin sjoen wurde as in swakke pyk yn guon spektra.It sinjaal moat net wurde assosjearre mei ferve flakes.
Krij Raman-ôfbyldings mei ôfbyldingspikselgrutte fan 2 µm en 3 µm.Spektrale analyze waard útfierd op 'e wichtichste komponint peaks en it identifikaasjeproses waard holpen troch it brûken fan techniken lykas sykopdrachten mei meardere komponinten yn ferliking mei kommersjeel beskikbere biblioteken.
Rys.1. Diagram fan in typysk fjouwer-laach auto ferve sample (lofts).Dwarstrochsneed video mozaïek fan ferve chips nommen út in auto doar (rjochts).Image Credit: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Hoewol't it oantal lagen fan ferve flakes yn in stekproef kin fariearje, samples typysk bestiet út likernôch fjouwer lagen (figuer 1).De laach dy't direkt op it metalen substraat tapast wurdt is in laach fan elektroforetyske primer (sawat 17-25 µm dik) dy't tsjinnet om it metaal te beskermjen fan 'e omjouwing en tsjinnet as montageflak foar folgjende lagen fan ferve.
De folgjende laach is in ekstra primer, stopverf (sawat 30-35 microns dik) foar in soargje foar in glêd oerflak foar de folgjende rige fan ferve lagen.Dan komt de basiscoat of basiscoat (sawat 10-20 µm dik) besteande út it basisfervepigment.De lêste laach is in transparante beskermjende laach (sawat 30-50 microns dik) dy't ek soarget foar in glossy finish.
Ien fan de wichtichste problemen mei ferve trace analyze is dat net alle lagen fan ferve op de oarspronklike auto binne needsaaklikerwize oanwêzich as ferve chips en vlekken.Derneist kinne samples út ferskate regio's ferskate komposysjes hawwe.Bygelyks, ferve chips op in bumper kinne bestean út bumper materiaal en ferve.
De sichtbere dwerstrochsneed byld fan in ferve chip wurdt werjûn yn figuer 1. Fjouwer lagen binne sichtber yn de sichtbere ôfbylding, dy't korrelearret mei de fjouwer lagen identifisearre troch ynfraread analyze.
Nei it yn kaart bringen fan 'e hiele dwerstrochsneed waarden yndividuele lagen identifisearre mei FTIR-ôfbyldings fan ferskate peakgebieten.Representative spektra en assosjearre FTIR-ôfbyldings fan 'e fjouwer lagen wurde werjûn yn Fig.2. De earste laach kaam oerien mei in transparante acryl coating besteande út polyurethane, melamine (peak op 815 cm-1) en styreen.
De twadde laach, de basis (kleur) laach en de dúdlike laach binne gemysk gelyk en bestean út acryl, melamine en styreen.
Hoewol't se ferlykber binne en gjin spesifike pigmentpieken binne identifisearre, litte de spektra noch ferskillen sjen, benammen yn termen fan pykintensiteit.Laach 1 spektrum lit sterkere peaks sjen op 1700 cm-1 (polyurethane), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) en 762 cm-1.
Pykintensiteiten yn it spektrum fan laach 2 ferheegje by 2959 cm-1 (methyl), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (ether), 1077 cm-1 (ether) en 731 cm-1.It spektrum fan 'e oerflaklaach kaam oerien mei it bibleteekspektrum fan alkydhars basearre op isophthalic acid.
De lêste laach fan e-coat primer is epoksy en mooglik polyurethane.Uteinlik wiene de resultaten yn oerienstimming mei dy dy't gewoanlik fûn wurde yn autoferve.
Analyse fan de ferskate komponinten yn elke laach waard útfierd mei help fan kommersjeel beskikber FTIR biblioteken, net automotive ferve databases, sa wylst de wedstriden binne represintatyf, se meie net wêze absolút.
It brûken fan in databank ûntworpen foar dit soarte fan analyse sil de sichtberens fan sels it merk, model en jier fan 'e auto ferheegje.
figuer 2. Representative FTIR spektra fan fjouwer identifisearre lagen yn in dwerstrochsneed fan chipped auto doar ferve.Ynfraread-ôfbyldings wurde generearre út pykregio's dy't ferbûn binne mei yndividuele lagen en boppe op it fideoôfbylding.De reade gebieten litte de lokaasje fan de yndividuele lagen sjen.Mei in diafragma fan 10 x 10 µm2 en in stapgrutte fan 5 µm beslacht it ynfrareadôfbylding in gebiet fan 370 x 140 µm2.Image Credit: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Op fig.3 toant in fideo byld fan in dwerstrochsneed fan bumper ferve chips, op syn minst trije lagen binne dúdlik sichtber.
Ynfraread dwerstrochsneed bylden befêstigje de oanwêzigens fan trije ûnderskate lagen (figuer 4).De bûtenste laach is in dúdlike jas, wierskynlik polyurethane en acryl, dy't konsekwint wie yn fergeliking mei dúdlike jasspektra yn kommersjele forensyske biblioteken.
Hoewol't it spektrum fan de basis (kleur) coating is hiel ferlykber mei dat fan de dúdlike coating, it is noch altyd ûnderskieden genôch om te ûnderskieden fan de bûtenste laach.D'r binne signifikante ferskillen yn 'e relative yntinsiteit fan' e peaks.
De tredde laach kin wêze de bumper materiaal sels, besteande út polypropylene en talk.Talk kin brûkt wurde as fersterkende filler foar polypropyleen om de strukturele eigenskippen fan it materiaal te ferbetterjen.
Beide bûtenste lagen wiene yn oerienstimming mei dy brûkt yn auto ferve, mar gjin spesifike pigment peaks waarden identifisearre yn de primer jas.
Rys.3. Video mozayk fan in dwerstrochsneed fan ferve chips nommen út in auto bumper.Ofbyldingskredyt: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Rys.4. Fertsjintwurdiger FTIR spektra fan trije identifisearre lagen yn in dwerstrochsneed fan ferve chips op in bumper.Ynfraread-ôfbyldings wurde generearre út pykregio's dy't ferbûn binne mei yndividuele lagen en boppe op it fideoôfbylding.De reade gebieten litte de lokaasje fan de yndividuele lagen sjen.Mei in diafragma fan 10 x 10 µm2 en in stapgrutte fan 5 µm beslacht it ynfrareadôfbylding in gebiet fan 535 x 360 µm2.Image Credit: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Raman-ôfbyldingsmikroskopy wurdt brûkt om in searje dwerssnitten te analysearjen om ekstra ynformaasje te krijen oer it stekproef.De Raman-analyse is lykwols komplisearre troch de fluoreszinsje dy't troch it stekproef útstjoerd wurdt.Ferskate ferskillende laserboarnen (455 nm, 532 nm en 785 nm) waarden hifke om it lykwicht te evaluearjen tusken fluoreszinsjeintensiteit en Raman-sinjaalintensiteit.
Foar de analyze fan ferve chips op doarren, de bêste resultaten wurde krigen troch in laser mei in golflingte fan 455 nm;hoewol fluoreszinsje noch oanwêzich is, kin in basiskorreksje brûkt wurde om it tsjin te gean.Dizze oanpak wie lykwols net suksesfol op epoksylagen om't de fluoreszinsje te beheind wie en it materiaal gefoelich wie foar laserskea.
Hoewol't guon lasers binne better as oaren, gjin laser is geskikt foar epoksy analyze.Raman dwerstrochsneed analyze fan ferve chips op in bumper mei help fan in 532 nm laser.De fluoreszensbydrage is noch oanwêzich, mar fuorthelle troch basislinekorreksje.
Rys.5. Fertsjintwurdiger Raman spektra fan de earste trije lagen fan in auto doar chip sample (rjochts).De fjirde laach (epoksy) gie ferlern by it meitsjen fan it monster.De spektra waarden baseline korrizjearre om it effekt fan fluoreszinsje te ferwiderjen en sammele mei in 455 nm laser.In gebiet fan 116 x 100 µm2 waard werjûn mei in pikselgrutte fan 2 µm.Dwarstrochsneed video mozaïek (linksboppe).Multidimensional Raman Curve Resolúsje (MCR) dwerstrochsneed ôfbylding (linksûnder).Image Credit: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Raman analyze fan in dwerstrochsneed fan in stik auto doar ferve wurdt werjûn yn figuer 5;dit stekproef net sjen litte de epoksy laach omdat it wie ferlern by de tarieding.Om't Raman-analyse fan 'e epoksylaach lykwols problematysk waard fûn, waard dit net as in probleem beskôge.
De oanwêzigens fan styreen dominearret yn it Raman-spektrum fan laach 1, wylst de karbonyl-peak folle minder yntinsyf is as yn it IR-spektrum.Yn ferliking mei FTIR lit de Raman-analyse signifikante ferskillen sjen yn 'e spektra fan' e earste en twadde lagen.
De tichtste Raman oerienkomst mei de basis jas is perylene;hoewol net in krekte wedstriid, perylene derivaten binne bekend te brûkt wurde yn pigminten yn auto ferve, sadat it kin fertsjintwurdigje in pigment yn de kleur laach.
De oerflakspektra wiene yn oerienstimming mei isophthalyske alkydharsen, mar se ûntdutsen ek de oanwêzigens fan titanium dioxide (TiO2, rutile) yn 'e samples, wat soms lestich wie om te detektearjen mei FTIR, ôfhinklik fan' e spektrale cutoff.
Rys.6. Fertsjintwurdiger Raman spektrum fan in stekproef fan ferve chips op in bumper (rjochts).De spektra waarden baseline korrizjearre om it effekt fan fluoreszinsje te ferwiderjen en sammele mei in 532 nm laser.In gebiet fan 195 x 420 µm2 waard werjûn mei in pikselgrutte fan 3 µm.Dwarstrochsneed video mozaïek (linksboppe).Raman MCR-ôfbylding fan in parsjele dwerstrochsneed (linksûnder).Ofbyldingskredyt: Thermo Fisher Scientific - Materialen en strukturele analyze
Op fig.6 toant de resultaten fan Raman ferstruit fan in dwerstrochsneed fan ferve chips op in bumper.In ekstra laach (laach 3) is ûntdutsen dy't net earder waard ûntdutsen troch FTIR.
It tichtst by de bûtenste laach is in copolymer fan styreen, ethylene en butadiene, mar der is ek bewiis fan de oanwêzigens fan in ekstra ûnbekende komponint, sa't bliken docht út in lytse ûnferklearbere karbonyl peak.
It spektrum fan 'e basisjas kin de komposysje fan it pigment reflektearje, om't it spektrum foar in part oerienkomt mei de phthalocyanine-ferbining dy't brûkt wurdt as it pigment.
De earder ûnbekende laach is tige tin (5 µm) en foar in part gearstald út koalstof en rutiel.Fanwegen de dikte fan dizze laach en it feit dat TiO2 en koalstof binne dreech te detektearjen mei FTIR, is it net ferrassend dat se net waarden ûntdutsen troch IR-analyze.
Neffens de FT-IR-resultaten waard de fjirde laach (it bumpermateriaal) identifisearre as polypropyleen, mar de Raman-analyse liet ek de oanwêzigens fan wat koalstof sjen.Hoewol de oanwêzigens fan talk beoardiele yn FITR kin net útsletten wurde, kin in krekte identifikaasje net makke wurde om't de oerienkommende Raman-peak te lyts is.
Automotive ferve binne komplekse mingen fan yngrediïnten, en hoewol dit in protte identifisearjende ynformaasje kin leverje, makket it analyse ek in grutte útdaging.Paint chip marks kinne effektyf ûntdutsen mei help fan de Nicolet RaptIR FTIR mikroskoop.
FTIR is in net-destruktive analysetechnyk dy't nuttige ynformaasje leveret oer de ferskate lagen en komponinten fan autoferve.
Dit artikel besprekt de spektroskopyske analyze fan ferve lagen, mar in mear yngeande analyze fan de resultaten, itsij troch direkte ferliking mei fertochte vehicles of fia tawijd spektrale databases, kin foarsjen mear presys ynformaasje te passen it bewiis oan syn boarne.