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जब एक यातायात दुर्घटना की सूचना मिलती है और वाहनों में से एक घटनास्थल से चला जाता है, तो फोरेंसिक प्रयोगशालाओं को अक्सर सबूत बरामद करने का काम सौंपा जाता है।
अवशिष्ट साक्ष्य में टूटा हुआ कांच, टूटी हुई हेडलाइट्स, टेललाइट्स या बंपर, साथ ही फिसलन के निशान और पेंट के अवशेष शामिल हैं।जब कोई वाहन किसी वस्तु या व्यक्ति से टकराता है, तो पेंट धब्बे या चिप्स के रूप में स्थानांतरित होने की संभावना होती है।
ऑटोमोटिव पेंट आमतौर पर कई परतों में लगाए गए विभिन्न सामग्रियों का एक जटिल मिश्रण होता है।जबकि यह जटिलता विश्लेषण को जटिल बनाती है, यह वाहन की पहचान के लिए संभावित रूप से महत्वपूर्ण जानकारी भी प्रदान करती है।
रमन माइक्रोस्कोपी और फूरियर ट्रांसफॉर्म इंफ्रारेड (एफटीआईआर) कुछ मुख्य तकनीकें हैं जिनका उपयोग ऐसी समस्याओं को हल करने और समग्र कोटिंग संरचना में विशिष्ट परतों के गैर-विनाशकारी विश्लेषण की सुविधा के लिए किया जा सकता है।
पेंट चिप विश्लेषण वर्णक्रमीय डेटा से शुरू होता है जिसे सीधे नियंत्रण नमूनों से तुलना की जा सकती है या वाहन के मेक, मॉडल और वर्ष को निर्धारित करने के लिए डेटाबेस के साथ संयोजन में उपयोग किया जा सकता है।
रॉयल कैनेडियन माउंटेड पुलिस (आरसीएमपी) एक ऐसा डेटाबेस, पेंट डेटा क्वेरी (पीडीक्यू) डेटाबेस बनाए रखती है।डेटाबेस को बनाए रखने और विस्तारित करने में सहायता के लिए भाग लेने वाली फोरेंसिक प्रयोगशालाओं तक किसी भी समय पहुंचा जा सकता है।
यह लेख विश्लेषण प्रक्रिया के पहले चरण पर केंद्रित है: एफटीआईआर और रमन माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके पेंट चिप्स से वर्णक्रमीय डेटा एकत्र करना।
एफटीआईआर डेटा थर्मो साइंटिफिक™ निकोलेट™ रैप्टिर™ एफटीआईआर माइक्रोस्कोप का उपयोग करके एकत्र किया गया था;संपूर्ण रमन डेटा थर्मो साइंटिफिक™ DXR3xi रमन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके एकत्र किया गया था।कार के क्षतिग्रस्त हिस्सों से पेंट के टुकड़े निकाले गए: एक दरवाज़े के पैनल से, दूसरा बम्पर से।
क्रॉस-सेक्शनल नमूनों को जोड़ने की मानक विधि उन्हें एपॉक्सी के साथ डालना है, लेकिन यदि राल नमूने में प्रवेश करती है, तो विश्लेषण के परिणाम प्रभावित हो सकते हैं।इसे रोकने के लिए, पेंट के टुकड़ों को एक क्रॉस सेक्शन पर पॉली (टेट्राफ्लुओरोएथिलीन) (पीटीएफई) की दो शीटों के बीच रखा गया था।
विश्लेषण से पहले, पेंट चिप के क्रॉस सेक्शन को मैन्युअल रूप से PTFE से अलग किया गया था और चिप को बेरियम फ्लोराइड (BaF2) विंडो पर रखा गया था।एफटीआईआर मैपिंग 10 x 10 µm2 एपर्चर, एक अनुकूलित 15x उद्देश्य और कंडेनसर और 5 µm पिच का उपयोग करके ट्रांसमिशन मोड में किया गया था।
स्थिरता के लिए रमन विश्लेषण के लिए समान नमूनों का उपयोग किया गया था, हालांकि एक पतली BaF2 विंडो क्रॉस सेक्शन की आवश्यकता नहीं है।यह ध्यान देने योग्य है कि BaF2 में 242 सेमी-1 पर रमन शिखर है, जिसे कुछ स्पेक्ट्रा में कमजोर शिखर के रूप में देखा जा सकता है।सिग्नल को पेंट के टुकड़ों से नहीं जोड़ा जाना चाहिए।
2 µm और 3 µm के छवि पिक्सेल आकारों का उपयोग करके रमन छवियां प्राप्त करें।वर्णक्रमीय विश्लेषण प्रमुख घटक शिखरों पर किया गया था और पहचान प्रक्रिया को व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पुस्तकालयों की तुलना में बहु-घटक खोजों जैसी तकनीकों के उपयोग से सहायता मिली थी।
चावल।1. एक विशिष्ट चार-परत ऑटोमोटिव पेंट नमूने का आरेख (बाएं)।कार के दरवाजे से लिया गया पेंट चिप्स का क्रॉस-सेक्शनल वीडियो मोज़ेक (दाएं)।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर वैज्ञानिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
हालाँकि एक नमूने में पेंट के टुकड़ों की परतों की संख्या अलग-अलग हो सकती है, नमूनों में आम तौर पर लगभग चार परतें होती हैं (चित्र 1)।धातु सब्सट्रेट पर सीधे लगाई जाने वाली परत इलेक्ट्रोफोरेटिक प्राइमर (लगभग 17-25 µm मोटी) की एक परत होती है जो धातु को पर्यावरण से बचाने का काम करती है और पेंट की बाद की परतों के लिए एक माउंटिंग सतह के रूप में कार्य करती है।
अगली परत पेंट परतों की अगली श्रृंखला के लिए एक चिकनी सतह प्रदान करने के लिए एक अतिरिक्त प्राइमर, पुट्टी (लगभग 30-35 माइक्रोन मोटी) है।इसके बाद बेस कोट या बेस कोट (लगभग 10-20 µm मोटा) आता है जिसमें बेस पेंट पिगमेंट होता है।अंतिम परत एक पारदर्शी सुरक्षात्मक परत (लगभग 30-50 माइक्रोन मोटी) है जो एक चमकदार फिनिश भी प्रदान करती है।
पेंट ट्रेस विश्लेषण के साथ मुख्य समस्याओं में से एक यह है कि मूल वाहन पर पेंट की सभी परतें पेंट चिप्स और दाग के रूप में मौजूद नहीं होती हैं।इसके अलावा, विभिन्न क्षेत्रों के नमूनों में अलग-अलग संरचनाएं हो सकती हैं।उदाहरण के लिए, बम्पर पर पेंट चिप्स में बम्पर सामग्री और पेंट शामिल हो सकते हैं।
पेंट चिप की दृश्यमान क्रॉस-अनुभागीय छवि चित्र 1 में दिखाई गई है। दृश्यमान छवि में चार परतें दिखाई देती हैं, जो अवरक्त विश्लेषण द्वारा पहचानी गई चार परतों से संबंधित हैं।
पूरे क्रॉस सेक्शन की मैपिंग के बाद, विभिन्न शिखर क्षेत्रों की एफटीआईआर छवियों का उपयोग करके व्यक्तिगत परतों की पहचान की गई।चार परतों के प्रतिनिधि स्पेक्ट्रा और संबंधित एफटीआईआर चित्र अंजीर में दिखाए गए हैं।2. पहली परत एक पारदर्शी ऐक्रेलिक कोटिंग से मेल खाती है जिसमें पॉलीयुरेथेन, मेलामाइन (815 सेमी-1 पर शिखर) और स्टाइरीन शामिल है।
दूसरी परत, आधार (रंग) परत और स्पष्ट परत रासायनिक रूप से समान हैं और इसमें ऐक्रेलिक, मेलामाइन और स्टाइरीन शामिल हैं।
यद्यपि वे समान हैं और कोई विशिष्ट वर्णक चोटियों की पहचान नहीं की गई है, स्पेक्ट्रा अभी भी अंतर दिखाते हैं, मुख्य रूप से चरम तीव्रता के संदर्भ में।परत 1 स्पेक्ट्रम 1700 सेमी-1 (पॉलीयुरेथेन), 1490 सेमी-1, 1095 सेमी-1 (सीओ) और 762 सेमी-1 पर मजबूत शिखर दिखाता है।
परत 2 के स्पेक्ट्रम में चरम तीव्रता 2959 सेमी-1 (मिथाइल), 1303 सेमी-1, 1241 सेमी-1 (ईथर), 1077 सेमी-1 (ईथर) और 731 सेमी-1 पर बढ़ती है।सतह परत का स्पेक्ट्रम आइसोफ्थेलिक एसिड पर आधारित एल्केड राल के लाइब्रेरी स्पेक्ट्रम के अनुरूप है।
ई-कोट प्राइमर का अंतिम कोट एपॉक्सी और संभवतः पॉलीयूरेथेन है।अंततः, परिणाम आम तौर पर ऑटोमोटिव पेंट्स में पाए जाने वाले परिणामों के अनुरूप थे।
प्रत्येक परत में विभिन्न घटकों का विश्लेषण व्यावसायिक रूप से उपलब्ध एफटीआईआर पुस्तकालयों का उपयोग करके किया गया था, ऑटोमोटिव पेंट डेटाबेस का नहीं, इसलिए जब मैच प्रतिनिधि होते हैं, तो वे पूर्ण नहीं हो सकते हैं।
इस प्रकार के विश्लेषण के लिए डिज़ाइन किए गए डेटाबेस का उपयोग करने से वाहन के मेक, मॉडल और वर्ष की दृश्यता भी बढ़ जाएगी।
चित्र 2. चिपके हुए कार दरवाज़े के पेंट के क्रॉस सेक्शन में चार पहचानी गई परतों का प्रतिनिधि एफटीआईआर स्पेक्ट्रा।इन्फ्रारेड छवियां अलग-अलग परतों से जुड़े चरम क्षेत्रों से उत्पन्न होती हैं और वीडियो छवि पर आरोपित होती हैं।लाल क्षेत्र व्यक्तिगत परतों का स्थान दर्शाते हैं।10 x 10 µm2 के एपर्चर और 5 µm के चरण आकार का उपयोग करते हुए, इन्फ्रारेड छवि 370 x 140 µm2 के क्षेत्र को कवर करती है।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर वैज्ञानिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
अंजीर पर.3 बम्पर पेंट चिप्स के क्रॉस सेक्शन की एक वीडियो छवि दिखाता है, कम से कम तीन परतें स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं।
इन्फ्रारेड क्रॉस-सेक्शनल छवियां तीन अलग-अलग परतों की उपस्थिति की पुष्टि करती हैं (चित्र 4)।बाहरी परत एक स्पष्ट कोट है, सबसे अधिक संभावना पॉलीयूरेथेन और ऐक्रेलिक है, जो वाणिज्यिक फोरेंसिक पुस्तकालयों में स्पष्ट कोट स्पेक्ट्रा की तुलना में सुसंगत थी।
यद्यपि आधार (रंग) कोटिंग का स्पेक्ट्रम स्पष्ट कोटिंग के समान है, फिर भी यह बाहरी परत से अलग होने के लिए पर्याप्त रूप से अलग है।चोटियों की सापेक्ष तीव्रता में महत्वपूर्ण अंतर हैं।
तीसरी परत बम्पर सामग्री ही हो सकती है, जिसमें पॉलीप्रोपाइलीन और टैल्क शामिल हैं।सामग्री के संरचनात्मक गुणों को बढ़ाने के लिए टैल्क का उपयोग पॉलीप्रोपाइलीन के लिए एक मजबूत भराव के रूप में किया जा सकता है।
दोनों बाहरी कोट ऑटोमोटिव पेंट में इस्तेमाल होने वाले कोट के अनुरूप थे, लेकिन प्राइमर कोट में कोई विशिष्ट रंग शिखर की पहचान नहीं की गई थी।
चावल।3. कार बम्पर से लिए गए पेंट चिप्स के क्रॉस सेक्शन का वीडियो मोज़ेक।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर साइंटिफिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
चावल।4. बम्पर पर पेंट चिप्स के क्रॉस सेक्शन में तीन पहचानी गई परतों का प्रतिनिधि एफटीआईआर स्पेक्ट्रा।इन्फ्रारेड छवियां अलग-अलग परतों से जुड़े चरम क्षेत्रों से उत्पन्न होती हैं और वीडियो छवि पर आरोपित होती हैं।लाल क्षेत्र व्यक्तिगत परतों का स्थान दर्शाते हैं।10 x 10 µm2 के एपर्चर और 5 µm के चरण आकार का उपयोग करते हुए, इन्फ्रारेड छवि 535 x 360 µm2 के क्षेत्र को कवर करती है।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर वैज्ञानिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
नमूने के बारे में अतिरिक्त जानकारी प्राप्त करने के लिए क्रॉस सेक्शन की एक श्रृंखला का विश्लेषण करने के लिए रमन इमेजिंग माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया जाता है।हालाँकि, रमन विश्लेषण नमूने द्वारा उत्सर्जित प्रतिदीप्ति से जटिल है।प्रतिदीप्ति तीव्रता और रमन सिग्नल तीव्रता के बीच संतुलन का मूल्यांकन करने के लिए कई अलग-अलग लेजर स्रोतों (455 एनएम, 532 एनएम और 785 एनएम) का परीक्षण किया गया।
दरवाजों पर पेंट चिप्स के विश्लेषण के लिए, सबसे अच्छे परिणाम 455 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाले लेजर द्वारा प्राप्त किए जाते हैं;हालाँकि प्रतिदीप्ति अभी भी मौजूद है, इसका प्रतिकार करने के लिए आधार सुधार का उपयोग किया जा सकता है।हालाँकि, यह दृष्टिकोण एपॉक्सी परतों पर सफल नहीं था क्योंकि प्रतिदीप्ति बहुत सीमित थी और सामग्री लेजर क्षति के प्रति संवेदनशील थी।
हालाँकि कुछ लेज़र दूसरों की तुलना में बेहतर हैं, कोई भी लेज़र एपॉक्सी विश्लेषण के लिए उपयुक्त नहीं है।532 एनएम लेजर का उपयोग करके बम्पर पर पेंट चिप्स का रमन क्रॉस-अनुभागीय विश्लेषण।प्रतिदीप्ति योगदान अभी भी मौजूद है, लेकिन आधारभूत सुधार द्वारा हटा दिया गया है।
चावल।5. कार के दरवाजे के चिप नमूने की पहली तीन परतों का प्रतिनिधि रमन स्पेक्ट्रा (दाएं)।नमूने के निर्माण के दौरान चौथी परत (एपॉक्सी) नष्ट हो गई थी।प्रतिदीप्ति के प्रभाव को दूर करने के लिए स्पेक्ट्रा को बेसलाइन सही किया गया और 455 एनएम लेजर का उपयोग करके एकत्र किया गया।116 x 100 µm2 का क्षेत्र 2 µm के पिक्सेल आकार का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया था।क्रॉस-अनुभागीय वीडियो मोज़ेक (ऊपरी बाएँ)।बहुआयामी रमन वक्र रिज़ॉल्यूशन (एमसीआर) क्रॉस-अनुभागीय छवि (निचले बाएँ)।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर वैज्ञानिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
कार के दरवाज़े के पेंट के एक टुकड़े के क्रॉस सेक्शन का रमन विश्लेषण चित्र 5 में दिखाया गया है;यह नमूना एपॉक्सी परत नहीं दिखाता है क्योंकि यह तैयारी के दौरान खो गई थी।हालाँकि, चूंकि एपॉक्सी परत का रमन विश्लेषण समस्याग्रस्त पाया गया था, इसलिए इसे कोई समस्या नहीं माना गया।
परत 1 के रमन स्पेक्ट्रम में स्टाइरीन की उपस्थिति हावी है, जबकि कार्बोनिल शिखर आईआर स्पेक्ट्रम की तुलना में बहुत कम तीव्र है।एफटीआईआर की तुलना में, रमन विश्लेषण पहली और दूसरी परतों के स्पेक्ट्रा में महत्वपूर्ण अंतर दिखाता है।
बेस कोट का निकटतम रमन मेल पेरीलीन है;हालांकि सटीक मिलान नहीं है, पेरीलीन डेरिवेटिव का उपयोग ऑटोमोटिव पेंट में पिगमेंट में किया जाता है, इसलिए यह रंग परत में एक पिगमेंट का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
सतह स्पेक्ट्रा आइसोफ्थेलिक एल्केड रेजिन के अनुरूप थे, हालांकि उन्होंने नमूनों में टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO2, रूटाइल) की उपस्थिति का भी पता लगाया, जिसे स्पेक्ट्रल कटऑफ के आधार पर एफटीआईआर के साथ पता लगाना कभी-कभी मुश्किल होता था।
चावल।6. बम्पर पर पेंट चिप्स के नमूने का प्रतिनिधि रमन स्पेक्ट्रम (दाएं)।प्रतिदीप्ति के प्रभाव को दूर करने के लिए स्पेक्ट्रा को बेसलाइन सही किया गया और 532 एनएम लेजर का उपयोग करके एकत्र किया गया।195 x 420 µm2 का क्षेत्र 3 µm के पिक्सेल आकार का उपयोग करके प्रदर्शित किया गया था।क्रॉस-अनुभागीय वीडियो मोज़ेक (ऊपरी बाएँ)।आंशिक क्रॉस सेक्शन की रमन एमसीआर छवि (निचले बाएँ)।छवि क्रेडिट: थर्मो फिशर साइंटिफिक - सामग्री और संरचनात्मक विश्लेषण
अंजीर पर.6 बम्पर पर पेंट चिप्स के एक क्रॉस सेक्शन के रमन बिखरने के परिणाम दिखाता है।एक अतिरिक्त परत (परत 3) की खोज की गई है जिसका पहले एफटीआईआर द्वारा पता नहीं लगाया गया था।
बाहरी परत के सबसे करीब स्टाइरीन, एथिलीन और ब्यूटाडीन का एक कॉपोलीमर है, लेकिन एक अतिरिक्त अज्ञात घटक की उपस्थिति का भी सबूत है, जैसा कि एक छोटे से अस्पष्ट कार्बोनिल शिखर से पता चलता है।
बेस कोट का स्पेक्ट्रम वर्णक की संरचना को प्रतिबिंबित कर सकता है, क्योंकि स्पेक्ट्रम कुछ हद तक वर्णक के रूप में उपयोग किए जाने वाले फ़थलोसाइनिन यौगिक से मेल खाता है।
पहले से अज्ञात परत बहुत पतली (5 µm) है और आंशिक रूप से कार्बन और रूटाइल से बनी है।इस परत की मोटाई और इस तथ्य के कारण कि TiO2 और कार्बन का FTIR से पता लगाना मुश्किल है, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि IR विश्लेषण द्वारा उनका पता नहीं लगाया गया।
एफटी-आईआर परिणामों के अनुसार, चौथी परत (बम्पर सामग्री) की पहचान पॉलीप्रोपाइलीन के रूप में की गई थी, लेकिन रमन विश्लेषण में कुछ कार्बन की उपस्थिति भी देखी गई।हालाँकि FITR में देखी गई तालक की उपस्थिति से इंकार नहीं किया जा सकता है, लेकिन सटीक पहचान नहीं की जा सकती क्योंकि संबंधित रमन शिखर बहुत छोटा है।
ऑटोमोटिव पेंट्स सामग्री के जटिल मिश्रण हैं, और हालांकि यह बहुत सारी पहचान संबंधी जानकारी प्रदान कर सकता है, लेकिन यह विश्लेषण को भी एक बड़ी चुनौती बनाता है।निकोलेट रैप्टिर एफटीआईआर माइक्रोस्कोप का उपयोग करके पेंट चिप के निशानों का प्रभावी ढंग से पता लगाया जा सकता है।
एफटीआईआर एक गैर-विनाशकारी विश्लेषण तकनीक है जो ऑटोमोटिव पेंट की विभिन्न परतों और घटकों के बारे में उपयोगी जानकारी प्रदान करती है।
यह लेख पेंट परतों के स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण पर चर्चा करता है, लेकिन परिणामों का अधिक गहन विश्लेषण, या तो संदिग्ध वाहनों के साथ सीधे तुलना के माध्यम से या समर्पित वर्णक्रमीय डेटाबेस के माध्यम से, साक्ष्य को उसके स्रोत से मिलाने के लिए अधिक सटीक जानकारी प्रदान कर सकता है।