Antohie Cristina - Spectroscopia Raman.doc

SPECTROSCOPIA RAMAN – METODA NON-DISTRUCTIVA DE EXAMINARE A MATERIALELOR DE SCRIERE DEPUSE CU INSTRUMENT SCRIPTURAL CU BILA CRISTINA ANTOHIE Şef Laborator Interjudeţean de Expertize Criminalistice Iaşi

ABSTRACT: Lucrarea de faţă reprezintă un studiu de prezentare a identificării cu ajutorul spectrelor Raman a diferitelor materiale de scriere depuse cu instrument scriptural cu bilă. În acest scop am folosit un număr de 12 pixuri cu bilă de diferite modele şi branduri, încărcate atât cu pastă cât şi cu gel: HB, Documental Ink, Nokia SEERS, Noki, Bic-fine, Bic-medium, Stabilo, Staedler, Winning şi trei tipuri de Pentel (identificate în prezenta lucrare ca Pentel 1, Pentel 2, Pentel 3). CUVINTE CHEIE: ştiinţă forensic, examinarea documentelor, instrumente scripturale cu bilă încărcate cu pastă şi gel, spectre vibraţionale Raman. INTRODUCERE Pixurile cu bilă încărcate cu pastă şi gel sunt cele mai folosite instrumente scripturale şi de aceea în mod frecvent ele sunt subiecte ale cercetărilor criminalistice. În ultimii 15 ani , tehnici cum ar fi examinarea cu lumină filtrată, cromatografia în strat subţire sau spectroscopia IR, sunt aplicate în cercetarea criminalistică pentru a analiza aceste materiale de scriere. Tehnicile amintite sunt însă distructive, contrar cerinţelor unei examinări forensic. Datorită acestui fapt în ultima perioadă este folosită tot mai des spectroscopia Raman, metodă non-invazivă, non-distructivă a materialelor analizate. Spectroscopia Raman este folosită pentru identificarea materialelor solide, lichide sau gazoase, pe baza spectrului vibraţional al speciilor moleculare sau cristaline. Această tehnică este aplicată cu succes şi în domeniul forensic, în general; în particular poate fi aplicată cu succes şi în domeniul exploziilor, identificării drogurilor şi aşa cum arată studiile relativ recente, pentru analiza pastei şi gelurilor de pix precum şi a cernelurilor (tuşurilor) de imprimare. Spectroscopia Raman se bazează pe fenomenul de dispersie inelastică a luminii. După ce proba a fost iluminată prin focalizarea unui mănunchi de raze laser cu ajutorul obiectivului unui microscop, unii dintre fotonii dispersaţi pierd energie iar alţii o câştigă. Diferenţa între energia fotonului înainte şi după dispersie este strict legată de energia de vibraţie a moleculei. Fenomenul de schimbare a fotonului în energie este numit, după descoperitorul său – efect Raman, iar spectrele vibraţionale obţinute ce caracterizează probele investigate, sunt bazate pe două tipuri fundamentale de radiaţii: radiaţii Stokes care apar ca rezultat al pierderii de energie de către foton şi radiaţii anti Stokes, radiaţii datorate acumulării de energie de către foton. Spectrul Raman care arată relaţia dintre intensitatea radiaţiilor dispersate şi diferenţa energetică dintre cuanta luminii incidente şi a celei dispersate, conţine informaţii despre caracteristicile vibraţionale ale moleculelor studiate permiţând determinarea cu precizie a compoziţiei probei studiate.

44

MATERIAL ŞI METODĂ În studiul de faţă sunt prezentate spectrele vibraţionale Raman, separat şi în grupuri, ale unor materiale de scriere (gel şi pastă) depuse de 12 pixuri cu bilă de diferite modele şi branduri: Bic medium 02 03 3333333303 VK Bic fine Documental Ink II 95 HB Nokia SEERS Noki Pentel (1) BKL France 02 01 Pentel (2) BKL France 02 03 Pentel (3) BKL France 02 05 Stabilo point 88 fine 04 Staedler triplus ball F 02 03 Winning WZ 2078 C Spectrele, obţinute prin analiza pastei şi gelului cu spectrometrul Raman Foram 685-2 (Foster&Freeman), au rezultat în urma plasării întregului document (hârtie) suport sub obiectivul video microscopului cu obiectiv rotativ prevăzut cu lentile ce permit o mărire de peste 500x, iar materialul de scriere a fost examinat printr-o „fereastră de probă” de 5 µm. Lungimea de undă a radiaţiei laser excitate a fost de 685 nm (domeniu spectral 400-2000 cm-1 ) iar spectrul Raman a fost captat cu un detector CCD cu rezoluţia spectrală 8 cm-1. O funcţie importantă a spectrometrului Raman Foram 685-2 este aceea de corecţie a liniei spectrale prin înlăturarea fondului fluorescent din spectru.

Spectrometrul Raman Foram 685-2

„fereastra de probă” de 5µm

45

REZULTATE ŞI DISCUŢII

Spectre Raman singulare

46

Spectre Raman combinate

47

Spectre Raman combinate

48

Imaginile de mai sus, în special cele cu spectrele combinate, evidenţiază comportamentul vibraţional diferit al moleculelor materialelor de scriere studiate, sub acţiunea luminii laser. Aspectul diferenţiat al spectrelor permite formularea unei concluzii precise cu privire la tipul materialului de scriere, bineînţeles în condiţiile unei baze de date martor avută la dispoziţie; în lipsa acesteia se poate stabili doar dacă materialele de scriere comparate aparţin aceluiaşi tip sau sunt diferite. CONCLUZII Materiale de scriere (gel şi pastă) depuse de 12 pixuri cu bilă de diferite modele şi branduri: HB, Documental Ink, Nokia SEERS, Noki, Bic-fine, Bic-medium, Stabilo, Staedler, Winning şi trei tipuri de Pentel (identificate ca Pentel 1, Pentel 2, Pentel 3) au fost analizate folosind spectroscopia Raman. Spectrele obţinute ce conţin informaţii despre caracteristicile vibraţionale ale moleculelor studiate, permit determinarea cu precizie a compoziţiei probei studiate printr-o metodă non-distructivă, non-invazivă, rapidă, de o mare acurateţe şi fără o pregătire prealabilă a probei ce poate fi analizată „in situ”. Datorită acestor avantaje signifiante, spectroscopia Raman contemporană este utilizată cu succes în multe ramuri ale ştiinţelor forensic, inclusiv analiza documentelor, în speţă diferenţierea materialelor de scriere.

49