چگونه فناوری نانو به نمایاندن اثر انگشت نهفته کمک می‌کند؟
از نظر علم پزشکی قانونی، سه نوع اثر انگشت وجود دارد؛ اثر انگشت چاپی (impression)، مرئی و نهفته. در حال حاضر اثر انگشت چاپی و مرئی به راحتی دیده می‌شوند، اما اثر انگشت نهفته به راحتی برای چشم غیر مسلح قابل مشاهده نیست. بازرسان صحنه جرم هنوز از اثر انگشت برای تشخیص هویت استفاده می‌کنند و هنوز هم به دنبال یافتن اثر انگشت نهفته هستند، اما نحوه استفاده از اثر انگشت نهفته در طول سال‌ها تغییر چشمگیری داشته است.
اثر انگشت هم ترشحات نوک انگشتان و هم ناخالصی‌های محیط اطراف را شامل می‌شود. ترشحاتی که به طور معمول در اثر انگشت نهفته یافت می‌شوند شامل سه نوع غده عرق: اکرین، آپوکرین و چربی هستند. با استفاده از شیوه‌های نمایاندن، ایجاد کنتراست واضح بین باقی مانده‌های به جای مانده و سطح زیرین، می‌توان اثر انگشت نهفته را در معرض دید قرار داد. انتخاب فرآیند نمایاندن باید براساس ماهیت اثر انگشت نهفته و ماهیت سطح باشد.
ثابت شده‌است که روش‌های مرسوم برای نمایاندن اثر انگشت نهفته نظیر پودرپاشی و بخور شیمیایی، همگی دارای زیان‌های عمده‌ای مانند کنتراست، حساسیت و گزینش‌پذیری پایین هستند. استفاده از برخی از آنها نیز با سمیت بالایی همراه است.
استفاده از نانوذرات برای نمایاندن اثر انگشت نهفته
چندین دهه است که از نانوذرات برای نمایاندن اثر انگشت نهفته استفاده می‌شود، از دهه ۱۹۷۰ نانوذرات نقره در در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از نقره تا روی اکسید، هر نوع نانوذره مزایا و معایب خود را دارد. نانوذرات نقره برای نمایاندن اثرانگشت‌هایی که به مدت چند ساعت در معرض نور خورشید قرار گرفته‌اند و یا بر روی سطوح مرطوب باقی مانده‌اند مناسب است، اما استفاده از آن گران‌قیمت و غیرقابل اطمینان است و لکه‌های دائمی بر جای می‌گذارد. نانوذرات روی می‌توانند اثر انگشت کهنه را نمایان کنند، اما فقط در سطوح غیر متخلخل. نانوذرات آلومینیوم اکسید بسیار پایدار و سازگار با محیط‌زیست هستند، اما گران بوده و استفاده از آنها زمان‌بر است.
استفاده از نقاط کوانتومی برای نمایاندن اثر انگشت نهفته
به تازگی، توجه بیشتری بر استفاده از نانومواد فلورسنت برای نمایاندن اثر انگشت نهفته نظیر نقاط کوانتومی صورت گرفته است. برخلاف شیوه‌های سنتی‌تر، نقاط کوانتومی نتایجی با کنتراست، حساسیت و گزینش‌پذیری بالا ایجاد می‌کنند؛ در حالی که سطح سمیت کمتری را نشان می‌دهند. از مزایای دیگر می‌توان به شدت فلورسنت و پایداری بالا و نیاز به حداقل تنظیم سطحی اشاره کرد.
هنگامی که نقاط کوانتومی، با استفاده از نور مرئی آبی و یا UV برانگیخته شوند، نور مرئی قوی ایجاد می‌کنند. این نانوذرات دارای طیف‌های جذب وسیع، انتشارهای قابل تنظیم، عملکرد و پایداری بالا و شدت قوی هستند.
از نقطه کوانتومی می‌توان در یک روش پودرپاشی سنتی استفاده کرد. زمانی که از آنها استفاده می‌شود، آنها به اجزای آبی یا روغنی اثر انگشت نهفته می‌چسبند، که بیشتر شبیه به چسبندگی مشاهده شده پودرپاشی سنتی است.
فعل و انفعالات حاصل بین نقاط کوانتومی و باقی‌مانده اثر انگشت در درجه اول به عوامل جذب سطحی و جذب الکترواستاتیک بستگی دارد. در نتیجه کیفیت بالای اکسیداسیون نقاط کوانتومی، فلورسانس تولید شده توسط آنها می‌تواند به طور قابل‌توجهی در طول یک دوره کوتاه کاهش یابد، که منجر به کاهش کنتراست و حفظ طولانی‌مدت ضعیف اثر انگشت می‌شود. برای رفع این مسئله، نقاط کوانتومی می‌توانند مزدوج (conjugated) شوند، یا با مواد محافظ پوشش داده شوند تا نانومواد با دوام‌تری ایجاد شود.
استفاده از نانومواد فلورسنت بالادگرگون کمیاب زمین برای نمایاندن اثر انگشت نهفته
این یون‌های مشخصه در نانومواد فلورسنت بالادگرگون کمیاب زمین (UCNMs) در هنگام برانگیختن توسط فوتون‌های با طول موج بلندتر، قادر به انتشار فوتون‌هایی با طول موج کوتاه هستند. به عنوان مثال، هنگامی که آنها در معرض نور مادون‌قرمز نزدیک قرار می‌گیرند، نور مرئی منتشر می‌کنند.
در زمینه نمایاندن اثر انگشت، UCNMs جنبه‌های مثبت بسیاری مانند نوارهای باریک طیف انتشار، سمیت کم و شدت انتشار قوی دارند. از آنجا که می‌توان آنها را با نور مادون‌قرمز نزدیک برانگیخته کرد، می‌توان از تداخل فلورسنت زمینه جلوگیری کرد، که در نتیجه کنتراست بالاتری ایجاد می‌شود.
فایده UCNMs برای نمایاندن اثر انگشت نهفته بر کنتراست، حساسیت و گزینش‌پذیری بالای آن استوار است. همانند نقاط کوانتومی، از UCNMs می‌توان در پودرپاشی سنتی اثر انگشت استفاده کرد. در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۱ انجام شد، محققان با به‌کارگیری یک قلم‌مو از پودر UCMN استفاده کردند و توانستند اثر انگشت نهفته را بر روی کاغذهای براق، قوطی‌های آلومینیومی و برچسب‌های پلاستیکی نمایان سازند. در مطالعه مشابهی که در سال ۲۰۱۵ انجام شد، محققان قادر به نمایاندن ویژگی‌های بسیار دقیق نظیر منافذ عرق شدند؛ ویژگی‌هایی که با پودرپاشی سنتی دستیابی نیست.
درباره نویسنده «برت اسمیت»
برت اسمیت (Brett Smith) نویسنده مستقل اهل آمریکا و دارای مدرک کارشناسی در رشته روزنامه‌نگاری از کالج ایالتی بوفالو است و ۸ سال سابقه کار در یک آزمایشگاه حرفه‌ای را دارد.
او در ابتدا زندگی حرفه‌ای خود را به عنوان یک تکنیسین آزمایشگاه در بخش خصوصی آغاز کرد. پس از آن متوجه شد که مهارت‌های ذاتی او بیشتر مناسب کار کردن با کلمات است تا اعداد. او مدرک روزنامه‌نگاری را دنبال کرد و پس از سال‌ها کار موفق در محیط آزمایشگاه، حرفه خود را به عنوان یک نویسنده مستقل شروع کرد. در نهایت، او توانست با تمرکز تخصص خود بر روزنامه‌نگاری علمی، غذا و فرهنگ کسب‌وکار مستقل خود را تأسیس کند.