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Quandu un accidentu di trafficu hè signalatu è unu di i veiculi abbanduneghja a scena, i laboratorii forensi sò spessu incaricati di ricuperà l'evidenza.
L'evidenza residuale include vetri rotti, fanali rotti, fanali posteriori o paraurti, è ancu i marchi di skid è residui di pittura.Quandu un veiculu collide cù un oggettu o una persona, a pintura hè prubabile di trasfirià in forma di spots o chips.
A pittura di l'automobile hè di solitu una mistura cumplessa di diversi ingredienti applicati in parechje strati.Mentre sta cumplessità complica l'analisi, furnisce ancu una ricchezza d'infurmazioni potenzalmenti impurtanti per l'identificazione di i veiculi.
A microscopia Raman è l'infrared di trasformazione di Fourier (FTIR) sò alcune di e tecniche principali chì ponu esse aduprate per risolve tali prublemi è facilità l'analisi non distruttiva di strati specifichi in a struttura generale di revestimentu.
L'analisi di u chip di pittura principia cù dati spettrali chì ponu esse direttamente paragunati à i campioni di cuntrollu o utilizati in cunghjunzione cù una basa di dati per determinà a marca, u mudellu è l'annu di u veiculu.
A Royal Canadian Mounted Police (RCMP) mantene una tale basa di dati, a basa di dati Paint Data Query (PDQ).I laboratorii forensi participanti ponu accede in ogni mumentu per aiutà à mantene è espansione a basa di dati.
Questu articulu si focalizeghja nantu à u primu passu in u prucessu di analisi: a cullizzioni di dati spettrali da i chips di pittura cù a microscopia FTIR è Raman.
I dati FTIR sò stati raccolti cù un microscopiu FTIR Thermo Scientific™ Nicolet™ RaptIR™;I dati Raman cumpleti sò stati raccolti cù un microscopiu Raman Thermo Scientific™ DXR3xi.I chips di pittura sò stati pigliati da e parti dannighjate di a vittura: una scagliata da u pannellu di a porta, l'altra da u paraurti.
U metudu standard di attaccà specimens di sezione trasversale hè di castà cù epossidichi, ma se a resina penetra in u specimenu, i risultati di l'analisi pò esse affettati.Per impediscenu questu, i pezzi di pittura sò stati posti trà dui fogli di poli (tetrafluoroethylene) (PTFE) in una seccione trasversale.
Prima di l'analisi, a sezione trasversale di u chip di pittura hè stata separata manualmente da u PTFE è u chip hè stata postu nantu à una finestra di fluoru di bariu (BaF2).A mappatura FTIR hè stata realizata in modu di trasmissione utilizendu una apertura di 10 x 10 µm2, un obiettivo è un condensatore 15x ottimizzati, è un pitch di 5 µm.
I stessi campioni sò stati aduprati per l'analisi Raman per a coerenza, ancu s'ellu ùn hè micca necessariu una sezione trasversale fina di a finestra BaF2.Hè da nutà chì BaF2 hà un piccu Raman à 242 cm-1, chì pò esse vistu cum'è un piccu debule in certi spettri.U signale ùn deve esse assuciatu cù fiocchi di pittura.
Acquisite l'imaghjini Raman utilizendu dimensioni di pixel di 2 µm è 3 µm.L'analisi spettrali hè stata realizata nantu à i picchi di cumpunenti principali è u prucessu d'identificazione hè statu aiutatu da l'usu di tecniche cum'è e ricerche multi-cumpunenti cumparatu cù e biblioteche dispunibili in u cummerciu.
Risu.1. Diagramma di un tipicu campione di pittura di l'automobile di quattru strati (a manca).Mosaico video in sezione trasversale di chips di pittura pigliati da a porta di una vittura (a destra).Creditu d'Image: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
Ancu s'è u numeru di strati di fiocchi di pittura in una mostra pò varià, i campioni sò generalmente custituiti da circa quattru strati (Figura 1).A strata appiicata direttamente à u sustrato metallicu hè una strata di primer elettroforeticu (circa 17-25 µm grossu) chì serve per prutege u metale da l'ambienti è serve com'è superficia di muntatura per i successivi strati di pittura.
A prossima capa hè un primer addiziale, putty (approssimativamente 30-35 microns grossu) per furnisce una superficia liscia per a prossima serie di capa di pittura.Dopu vene a base coat o base coat (circa 10-20 µm di grossu) custituita da u pigmentu di pittura di basa.L'ultima capa hè una capa protettiva trasparente (circa 30-50 microns grossu) chì furnisce ancu un finitu brillanti.
Unu di i prublemi principali cù l'analisi di traccia di pittura hè chì micca tutti i strati di pittura nantu à u veiculu originale sò necessariamente presenti cum'è chips di pittura è macchie.Inoltre, i campioni di e diverse regioni ponu avè diverse cumpusizioni.Per esempiu, i chips di pittura nantu à un paraurti pò esse compostu di materiale di paraurti è pittura.
L'imaghjini trasversali visibili di un chip di pittura hè mostratu in a Figura 1. Quattru strati sò visibili in l'imaghjini visibili, chì correlate cù i quattru strati identificati da l'analisi infrared.
Dopu a mappatura di tutta a sezione trasversale, i strati individuali sò stati identificati cù l'imaghjini FTIR di diverse zone di punta.I spettri rappresentativi è l'imaghjini FTIR assuciati di e quattru strati sò mostrati in Figs.2. A prima capa currisponde à un revestimentu acrilicu trasparente chì hè custituitu di poliuretanu, melamine (picu à 815 cm-1) è styrene.
A seconda capa, a capa di basa (culore) è a capa clara sò chimicamente simili è sò cumposti da acrilica, melamina è stirene.
Ancu s'ellu sò simili è ùn sò micca identificatu picchi di pigmentu specifichi, i spettri mostranu sempre differenze, soprattuttu in quantu à l'intensità massima.Layer 1 spectrum mostra picchi più forti à 1700 cm-1 (poliuretano), 1490 cm-1, 1095 cm-1 (CO) è 762 cm-1.
L'intensità di u piccu in u spettru di a capa 2 aumentanu à 2959 cm-1 (metile), 1303 cm-1, 1241 cm-1 (etere), 1077 cm-1 (etere) è 731 cm-1.U spettru di a superficia di a superficia currisponde à u spettru di libreria di resina alchidica basata nantu à l'acidu isoftalico.
U mantellu finale di e-coat primer hè epossidicu è possibbilmente poliuretane.In ultimamente, i risultati eranu coherenti cù quelli chì si trovanu cumunimenti in i vernici di l'automobile.
L'analisi di e diverse cumpunenti in ogni strata hè stata realizata utilizendu biblioteche FTIR dispunibili in u cummerciu, micca basa di dati di pittura di l'automobile, cusì mentre i partiti sò rapprisentanti, ùn ponu micca esse assoluti.
Utilizà una basa di dati pensata per stu tipu d'analisi aumenterà a visibilità ancu di a marca, u mudellu è l'annu di u veiculu.
Figura 2. Spettri FTIR rapprisentanu di quattru strati identificati in una seccione trasversale di pittura di a porta di a vittura chipped.L'imaghjini infrarossi sò generati da e regioni di piccu assuciati cù strati individuali è sovrapposti à l'imaghjini video.I zoni rossi mostranu u locu di i strati individuali.Utilizendu una apertura di 10 x 10 µm2 è un passu di 5 µm, l'imaghjini infrarossi copre una zona di 370 x 140 µm2.Creditu d'Image: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
Nantu à fig.3 mostra una immagine video di una sezione trasversale di chips di pittura di paraurti, almenu trè strati sò chjaramente visibili.
L'imaghjini infrared cross-sectional cunfirmanu a prisenza di trè strati distinti (Fig. 4).A capa esterna hè un mantellu chjaru, più prubabilmente poliuretano è acrilicu, chì era coherente quandu paragunatu cù spettri di mantellu chjaru in biblioteche forensiche cummerciale.
Ancu s'ellu u spettru di u revestimentu di basa (culore) hè assai simili à quellu di u revestimentu chjaru, hè sempre abbastanza distintu per esse distintu da a capa esterna.Ci sò differenzi significati in l'intensità relative di e cime.
A terza capa pò esse u materiale di paraurti stessu, custituitu di polipropilene è talcu.U talcu pò esse usatu cum'è un filler di rinforzu per u polipropilene per rinfurzà e proprietà strutturali di u materiale.
I dui strati esterni eranu coherenti cù quelli utilizati in a pittura di l'automobile, ma ùn sò micca identificati picchi di pigmentu specifichi in a prima capa.
Risu.3. Mosaico video di una sezione trasversale di chips di pittura pigliata da un paraurti di vittura.Creditu di l'imaghjini: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
Risu.4. Spettri FTIR rappresentanti di trè strati identificati in una sezione trasversale di chips di pittura nantu à un paraurti.L'imaghjini infrarossi sò generati da e regioni di piccu assuciati cù strati individuali è sovrapposti à l'imaghjini video.I zoni rossi mostranu u locu di i strati individuali.Utilizendu un'apertura di 10 x 10 µm2 è un passu di 5 µm, l'imaghjini infrarossi copre una zona di 535 x 360 µm2.Creditu d'Image: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
A microscopia d'imaghjini Raman hè aduprata per analizà una seria di sezioni trasversali per ottene infurmazioni supplementari nantu à a mostra.Tuttavia, l'analisi Raman hè cumplicata da a fluoriscenza emessa da a mostra.Diversi fonti laser differenti (455 nm, 532 nm è 785 nm) sò stati pruvati per valutà l'equilibriu trà l'intensità di fluorescenza è l'intensità di u signale Raman.
Per l'analisi di chips di pittura nantu à e porte, i megliu risultati sò ottenuti da un laser cù una lunghezza d'onda di 455 nm;anche se a fluoriscenza hè sempre presente, una correzione di basa pò esse usata per contru.In ogni casu, stu approcciu ùn hè micca successu nantu à strati epossidici perchè a fluoriscenza era troppu limitata è u materiale era suscettibile à danni laser.
Ancu se certi lasers sò megliu cà l'altri, nisun laser hè adattatu per l'analisi epoxy.Analisi trasversale Raman di chips di pittura nantu à un paraurti cù un laser 532 nm.A cuntribuzione di fluoriscenza hè sempre presente, ma eliminata da a correzione di basa.
Risu.5. Spettri Raman rappresentanti di i primi trè strati di una mostra di chip di porta di vittura (a destra).A quarta capa (epoxy) hè stata persa durante a fabricazione di a mostra.I spettri sò stati curretti di basa per caccià l'effettu di a fluoriscenza è raccolti cù un laser 455 nm.Una zona di 116 x 100 µm2 hè stata visualizata cù una dimensione di pixel di 2 µm.Mosaico video trasversale (in alto a manca).Multidimensional Raman Curve Resolution (MCR) immagine in sezione trasversale (in basso à sinistra).Creditu d'Image: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
L'analisi Raman di una sezione trasversale di un pezzu di pittura di porta di vittura hè mostrata in Figura 5;sta mostra ùn mostra micca a capa epossidica perchè hè stata persa durante a preparazione.Tuttavia, postu chì l'analisi Raman di a capa epossidica hè stata trovata problematica, questu ùn hè micca cunsideratu un prublema.
A prisenza di l'estirene domina in u spettru Raman di a capa 1, mentri u piccu di carbonile hè assai menu intensu chì in u spettru IR.Comparatu à FTIR, l'analisi Raman mostra differenze significative in l'ispettri di a prima è a seconda capa.
U match Raman più vicinu à u mantellu di basa hè perilene;Ancu s'ellu ùn hè micca una partita esatta, i derivati ​​di perylene sò cunnisciuti per esse utilizati in pigmenti in pittura di l'automobile, perchè pò rapprisintà un pigmentu in a capa di culore.
I spettri di a superficia eranu coerenti cù resine alchidiche isoftaliche, ma anu rilevatu ancu a prisenza di diossidu di titaniu (TiO2, rutile) in i campioni, chì era qualchì volta difficiuli di detectà cù FTIR, secondu u cutoff spettrale.
Risu.6. Spettru Raman rappresentativu di una mostra di chips di pittura nantu à un paraurti (a destra).I spettri sò stati curretti di basa per caccià l'effettu di fluoriscenza è raccolti cù un laser 532 nm.Una zona di 195 x 420 µm2 hè stata visualizata cù una dimensione di pixel di 3 µm.Mosaico video trasversale (in alto a manca).Immagine Raman MCR di una sezione trasversale parziale (in basso à manca).Creditu di l'imaghjini: Thermo Fisher Scientific - Materiali è Analisi Strutturale
Nantu à fig.6 mostra i risultati di a dispersione Raman di una sezione trasversale di chips di pittura nantu à un paraurti.Un stratu supplementu (layer 3) hè statu scupertu chì ùn era micca rilevatu prima da FTIR.
U più vicinu à a capa esterna hè un copolimeru di stirene, etilene è butadiene, ma ci hè ancu evidenza di a prisenza di un cumpunente scunnisciutu supplementu, cum'è pruvucatu da una piccula piccula inexplicable carbonyl.
U spettru di u mantellu di basa pò riflette a cumpusizioni di u pigmentu, postu chì u spettru currisponde à un certu puntu à u compostu di ftalocianina utilizatu com'è pigmentu.
La couche précédemment inconnue est très fine (5 µm) et en partie composée de carbone et de rutile.A causa di u gruixu di sta capa è u fattu chì TiO2 è u carbone sò difficiuli di detectà cù FTIR, ùn hè micca surprisante chì ùn sò micca stati rilevati da l'analisi IR.
Sicondu i risultati FT-IR, a quarta capa (u materiale di paraurti) hè stata identificata cum'è polipropilene, ma l'analisi Raman hà ancu dimustratu a prisenza di qualchì carbone.Ancu s'è a prisenza di talc osservata in FITR ùn pò esse escluditu, una identificazione precisa ùn pò esse fatta perchè u piccu Raman currispundente hè troppu chjucu.
I vernici di l'automobile sò mischii cumplessi di ingredienti, è mentre chì questu pò furnisce assai infurmazione identificativa, face ancu l'analisi una sfida maiò.I marchi di chip di pittura ponu esse rilevati in modu efficace cù u microscopiu Nicolet RaptIR FTIR.
FTIR hè una tecnica di analisi non distruttiva chì furnisce infurmazioni utili nantu à e diverse strati è cumpunenti di pittura di l'automobile.
Questu articulu discute l'analisi spettroscòpica di i strati di pittura, ma un analisi più approfonditu di i risultati, sia per mezu di paraguni diretti cù i veiculi suspetti o per mezu di basa di dati spettrali dedicati, pò furnisce infurmazioni più precise per currisponde à l'evidenza à a so fonte.