О разработке новых криминалистических средств выявления следов кожного покрова человека

Васильев В.А., Ермакова Т.А., Дружинин Ю.А., Афанасьев И.Б., Юдина Т.Ю. О разработке новых криминалистических средств выявления следов кожного покрова человека // Теория и практика судебной экспертизы. 2021. Т. 16. № 4. С. 40–48. https://doi.org/10.30764/1819-2785-2021-4-40-48

Введение

Актуальность проблемы использования в экспертной практике новых средств в целях выявления следов рук не вызывает сомнения [1–3]. При этом наибольшее внимание уделяется созданию дактилоскопических порошков разнообразного состава, состоящих из органических и неорганических соединений.

В настоящее время на мировом рынке представлен широкий спектр порошков, различных по цвету, люминесцентным свойствам, гранулометрическому составу и иным характеристикам, но их практическое использование ограничено. В связи с этим работа по поиску способа получения универсального продукта, а также по новации и модернизации имеющихся дактилоскопических порошков продолжается.

Следообразование потожирового вещества представляет собой многофакторный процесс, одним из проявлений которого является взаимодействие потожирового вещества со следонесущей поверхностью. Это нашло подтверждение в инструментальных исследованиях ряда следонесущих материалов [4–7] и обусловило разработку представленных ниже дактилоскопических порошков с учетом взаимодействия веществ и материалов в трехфазной системе «порошок – потожировое вещество – следонесущая поверхность».

Наибольший вклад в процесс выявления потожировых следов рук (при отсутствии химического взаимодействия) вносят такие физические явления, как сорбция и адгезионное взаимодействие частиц порошка с потожировым веществом, а также со следонесущей поверхностью. На поверхностные свойства высокодисперсных систем, которыми являются дактилоскопические порошки, оказывают влияние следующие факторы: форма частиц, их размерные характеристики, гранулометрический состав, поверхностные свойства, электростатический заряд. На распределение потожирового вещества по следонесущей поверхности воздействуют химический состав, гидрофильные или лиофильные свойства контактируемых веществ, морфология поверхности как на микро, так и на макроуровне и сопутствующие включения посторонних веществ [4–7].

Ранее были разработаны дактилоскопический немагнитный порошок и люминесцентный магнитный дактилоскопический порошок [8, 9]. Для их создания принимали во внимание эксперименты по оценке возможности использования наноматериалов в дактилоскопии [10–12]. Учитывая высокую адсорбционную способность некоторых нанодисперсных соединений благодаря высокой поверхностной энергии, предполагалась возможность их использования для селективной сорбции по отношению к потожировому веществу следа [13]. Таким образом, в качестве гипотезы [14] рассматривалась возможность улучшения свойств порошка за счет повышенной адгезии нанодисперсных соединений к потожировому веществу и минимизация адгезионных свойств по отношению к следонесущей поверхности при выявлении невидимых и слабовидимых следов, а также улучшение контрастности при работе со старыми следами.

Материалы и методы

Дактилоскопические порошки для экспериментальных исследований получали путем механического перемешивания предварительно измельченных и просеянных через сито (с размером ячейки 70 мкм) компонентов, которые взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.

При выявлении следов рук в качестве следонесущих поверхностей использовали:

• стекло (ГОСТ Р 111-2014);

• бумагу глянцевую (ГОСТ 21444-2016);

• бумагу для печати офсетную (ГОСТ 909489);

• пластик (полимерную пленку) (ГОСТ Р 51760-2011);

• дерево (ГОСТ 8486-86);

• керамику (ГОСТ 6141-91);

• фольгу алюминиевую (ГОСТ 745-2003);

• ламинированный ДСП (ГОСТ 10632-2014).

На поверхности наносили потожировые следы, оставленные человеком с заведомо качественными папиллярными линиями (папиллярные узоры не «стертые», достаточной толщины с хорошо просматриваемыми порами) и с достаточным количеством потожирового вещества. К экспериментам привлекались 5–7 человек в возрасте от 18 до 45 лет. Объекты со следами хранили при комнатной температуре и нормальной влажности. По истечении определенного срока (сутки, неделя, месяц) объекты обрабатывали дактилоскопическим порошком.

В качестве положительного (удовлетворительного) результата принимали выявленный след, в котором четко отображался папиллярный узор, хорошо различимы детали узора, отсутствовала «вуаль», адгезия частиц порошка в области межпапиллярного пространства следа на следонесущем объекте минимальна. Результат считали отрицательным (неудовлетворительным), если качество выявленного следа не соответствовало вышеперечисленным условиям.

Выявленные следы рук фиксировали с помощью ультрафиолетового излучения (длина волны 254 нм).

Рельеф следонесущих поверхностей объектов исследовали с применением атомно-силового микроскопа Solver-Pro (производитель NT-MDT, полуконтактный режим).

Структуру и размерные характеристики полученных образцов оценивали методом сканирующей электронной микроскопии (микроскоп TESCAN VEGA II XMU с вольфрамовым катодом с термоэмиссией, оснащенный детектором вторичных и детектором отраженных электронов, с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа с безазотным детектором фирмы Oxford Nanoanalysis, INCA Energy 450).

Результаты и обсуждение

В качестве сравнительных образцов для разрабатываемых дактилоскопических порошков были выбраны материалы с документально подтвержденным составом.

Прототип 1. Черный немагнитный дактилоскопический порошок, включающий оксид меди (50 %), сажу черную (40 %) и тальк (10 %) [15].

Прототип 2. Порошок магнитный люминесцентный зеленого свечения для дактилоскопических исследований, в состав которого входит: порошкообразное железо (50–80 %), марганец-цинковый феррит (15–20 %), тальк (0,5–10 %), люминор желто-зеленый 540Т (4,5–20 %) [16].

В результате экспериментов, проведенных с прототипами 1 и 2 на ряде поверхностей, было установлено:

• низкая выявляющая способность потожировых следов человека;

• невысокая избирательность по отношению к следонесущим поверхностям;

• неоднородность гранулометрического и компонентного состава используемого сырья.

Для контролируемого изменения адгезионных свойств указанных дактилоскопических порошков (прототип 1, 2) предложено использование высокодисперсных коллоидных систем на основе ультра и нанодисперсных соединений – шунгита и углеродных наноматериалов – углеродных нанотрубок. Предварительные испытания показали, что порошки, состоящие только из углеродных нанотрубок, при работе со следами рук менее эффективны, чем смеси, в которых наноматериал используется в качестве вспомогательного.

Характеристики некоторых используемых образцов поверхностей следоносителей приведены в таблице 1. На рисунке 1 в качестве примера представлено изображение морфологии поверхности фольги алюминиевой, полученное с применением метода атомно-силовой микроскопии (область сканирования 6 x 6 мкм).

Анализ структуры следоносителей позволяет предположить, что в случае гладких поверхностей (полимеры, алюминиевая фольга) следует ожидать наименьшее физическое взаимодействие дактилоскопических порошков с поверхностью, а наиболее неоднородной, состоящей из волокон (бумагой), – наибольшее.

В результате экспериментов с различным соотношением компонентов на основе прототипа 1 был определен оптимальный состав дактилоскопического немагнитного порошка [8]:

• оксид меди (II) – 30–70 %;

• сажа – 25–40 %;

• тальк – 1–20 %;

• углеродные нанотрубки – 1–15 %.

При этом содержание углеродных нано-трубок находится в пределах от 1 до 15 %. Более высокое и низкое соотношение не приводит к положительному результату.

Адгезионные свойства и размерные характеристики частиц образцов дактилоскопического порошка оценивали методом сканирующей электронной микроскопии. Разброс по форме и размерным характеристикам частиц (рис. 2) позволяет предположить, что поверхностные свойства системы будут изменяться в широком интервале, что обеспечит ее многофункциональность, поскольку крупные частицы будут выполнять транспортную функцию, а более мелкие – сорбироваться на потожировом веществе следа, за счет чего и будет происходить его выявление.

В следах рук, выявленных немагнитным дактилоскопическим порошком, получен ным с использованием углеродных нанотрубок на бумажной, стеклянной, пластиковой, металлической поверхностях, а также ламинированном ДСП, хорошо просматриваются папиллярные узоры (возможно определить их тип и вид, различимы детали строения). В некоторых следах на поверхности алюминиевой фольги просматриваются и пороскопические признаки. Применение на аналогичных объектах черного немагнитного дактилоскопического порошка (прототипа 1) приводит к высокой «вуали» и низкой контрастности выявляемых следов из-за его невысокой селективности по отношению к следонесущим поверхностям.

Результаты испытаний разработанных составов №№ 1–6 немагнитного дактилоскопического порошка на основе углеродных нанотрубок с различным содержанием компонентов приведены в таблице 2. На рисунке 3 представлены следы пальцев рук, выявленные составом № 3 на различных видах следонесущих поверхностей.

Составы люминесцентного магнитного дактилоскопического порошка на основе высокодисперсной коллоидной системы, включающей в себя силикатные частицы и аморфный шунгитовый углерод (минерал шунгит), разрабатывали экспериментально. Оптимальные адгезионные свойства порошка были достигнуты при следующем соотношении компонентов [9]:

• порошкообразное железо – 50–60 %;

• шунгит – 5–10 %;

• люминофор Э-515-115 – 5–20 %;

• крахмал – 10–25 %;

• родамин 6ж – 5–10 %.

Результаты испытаний порошка магнитного люминесцентного зеленого свечения для дактилоскопических исследований (прототип 2) и разработанных составов №№ 1–7 люминесцентного магнитного дактилоскопического порошка на основе шунгита с различным содержанием компонентов представлены в таблице 3.

Следы рук, выявленные люминесцентным магнитным дактилоскопическим порошком на различных типах следонесущих поверхностей, характеризуются высокой четкостью и контрастностью: папиллярные узоры хорошо просматриваются, возможно определить их тип и вид, различимы детали строения узора. К особенностям разработанного порошка следует отнести люминесценцию при облучении ультрафиолетовой лампой с длиной волны 254 нм (синее свечение).

На рисунке 4 представлены следы пальцев рук, выявленные люминесцентным магнитным дактилоскопическим порошком (состав № 2) на различных видах следонесущих поверхностей.

Недостатком использования порошка магнитного люминесцентного зеленого свечения для дактилоскопических исследований (прототип 2) является невысокое качество выявленных следов, проявляющееся в низкой четкости деталей папиллярного узора.

Таким образом, введение ультра и нанодисперсных соединений в дактилоскопические порошки (прототип 1, 2) в соответствующем соотношении позволило получить новые составы с более эффективными и универсальными для практического использования свойствами (табл. 3).

Заключение

На основе ультрадисперсных соединений (углеродного наноматериала и порошка шунгита) экспериментально разработаны составы магнитного люминесцентного и немагнитного дактилоскопических порошков. Составы обладают более качественными характеристиками в сравнении с выбранными прототипами за счет улучшения сорбционных свойств и селективной адгезии компонентов порошков к потожировому веществу следа и следонесущим поверхностям.

Инструментально подтвержден выбор адгезионных свойств разработанных порошков с учетом трехфазной системы «дактилоскопический порошок – потожировое вещество – следонесущая поверхность объекта». Уточнен механизм адгезионного взаимодействия порошков при проведении фазового и структурного анализа с привлечением методов атомно-силовой и растровой электронной микроскопии.

Применение при разработке новых дактилоскопических порошков комплекса методов позволяет более точно оценить взаимодействие их компонентов с потожировым веществом следа и поверхностью следоносителей, а также направленно модифицировать свойства выявляющих средств (систем).

Предлагаемый подход может быть использован в качестве основы тестового исследования при разработке и апробации новых дактилоскопических средств выявления латентных потожировых следов.

Список литературы:

1. Gaw A., Ramotowski R. (Eds.). Lee and Gaensslen’s Advances in Fingerprint Technology. 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2012. 528 p. https://doi.org/10.1201/b12882

2. Bleay S.M., Croxton R.S., de Puit M. Fingerprint Development Techniques: Theory and Application. Wiley, 2018. 520 p. https://doi.org/10.1002/9781119187400

3. Разумов Э.А., Молибога Н.П. Осмотр места происшествия. Киев: РИО МВД Украины, 1994. 672 с.

4. Beesley K.M., Damaskinos S., Dixon A.E. Fingerprint Imaging with a Confocal Scanning Laser Macroscope // Journal of Forensic Sciences. 1995. Vol. 40. No. 1. P. 10–17. https://doi.org/10.1520/jfs13753j

5. Jones B.J, Downham R., Sears V.G. Effect of Substrate Surface Topography on Forensic Development of Latent Fingerprints with Iron Oxide Powder Suspension // Surface and Interface Analysis. 2010. Vol. 42. No. 5. P. 438–442. http://doi.org/10.1002/sia.3311

6. Афанасьев И.Б., Дружинин Ю.А., Латышов И.В., Васильев В.А., Запороцкова И.В., Ермакова Т.А. Использование методов электронной микроскопии для оценки свойств дактилоскопических порошков // Вестник Санкт-Петербургского университета МВД России. 2016. № 2 (70). С. 102–107.

7. Васильев В.А., Латышов И.В., Запороцкова И.В., Ермакова Т.А., Дружинин Ю.А., Афанасьев И.Б. Технолого-криминалистическое обоснование выбора дактилоскопических порошков для выявления следов рук // Эксперт-криминалист. 2014. № 3. С. 3–10.

8. Ермакова Т.А., Запороцкова И.В., Афанасьев И.Б., Дружинин Ю.А., Юдина Т.Ю. Пат. 2657425 Российская Федерация, МПК G 01 № 33/00. Способ получения немагнитного дактилоскопического порошка на основе ультрадисперсного наноматериала для выявления латентных следов рук. Бюл. № 17. Опубл. 13.06.2018.

9. Ермакова Т.А., Запороцкова И.В., Афанасьев И.Б., Дружинин Ю.А., Юдина Т.Ю. Пат. 2699491 Российская Федерация, МПК А 61 В 5/1172. Способ получения магнитного люминесцентного дактилоскопического порошка. Бюл. № 25. Опубл. 06.09.2019.

10. Theaker B.J., Hudson K.E., Rowell F.J. Doped Hydrophobic Silicananoand Micro-Particles as Novel Agents for Developing Latent Fingerprints // Forensic Science International. 2007. Vol. 174. No. 1. P. 26–34. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2007.02.030

11. Choi M.J., McBean K.E., Hei R.P., Maynard P.J. An Evaluation of Nanostructured Zinc Oxide as a Fluorescent Powder for Fingerprint Detection // Journal of Materials Science. 2008. Vol. 43. No. 2. P. 732–737. https://doi.org/10.1007/s10853-007-2178-5

12. Wang M., Li M., Zhu Y., Yang M., Mao C. Fluorescent Nanomaterials for the Development of Latent Fingerprints in Forensic Sciences // Advanced Functional Materials. 2017. Vol. 27. No. 14. 1606243. https://doi.org/10.1002/adfm.201606243

13. Елецкий А.В. Механические свойства углеродных наноструктур и материалов на их основе // Успехи физических наук. 2007. Т. 177. № 3. С. 223–274. https://doi.org/10.3367/ufnr.0177.200703a.0233

14. Альтшуллер Г. Найти идею. Ведение в ТРИЗ – теорию решения изобретательских задач. М.: Альпиан Бизнес Букс, 2007. 400 с.

15. Воробьева С.А., Лесникович А.И., Милевич И.А., Семенова Е.М. Пат. 11713 Республика Беларусь, МПК А 61 В 5/117. Черный немагнитный дактилоскопический порошок. Опубл. 30.04.2009.

16. Семенова Е.М., Милевич И.А., Воробьева С.А. Пат. 13029 Республика Беларусь, МПК А 61 В 5/117. Порошок магнитный люминесцентный зеленого свечения для дактилоскопических исследований. Опубл. 30.04.2009.