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快速识别犯罪现场指纹
2015年8月,澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究人员开发出一种新的犯罪现场指纹识别技术,可帮助警察快速便捷地取得犯罪者指纹。研究人员介绍说,在指纹上加入一滴含有“金属有机框架”晶体的液体,再使用紫外线照射被液体覆盖的指纹,指纹会发出强烈的“光芒”,持续时间长达30秒。强烈的发光效果会使指纹更易识别,指纹采集也更简便。
金属有机框架材料是近年来十分热门的一种新型多孔材料,在催化、储能和分离中都有很大的应用价值。实验发现,这种材料制成的微小晶体会迅速与指纹残余物中的蛋白质、脂肪酸和盐等结合,形成一层薄膜,而这种薄膜就是一份精确的指纹“副本”。在玻璃窗、酒杯、金属片和塑料电灯开关等表面进行的测试发现,新方法可快速有效地识别并采集指纹。
在一些较复杂的案例中,传统方法需要将带有指纹的证物移至实验室处理,而这种新方法则可在案发现场快速、便捷地完成指纹识别,并且这种技术可精确到分子水平,有利于更准确地进行分析。
像澳大利亚研究人员这种采集指纹的方法相对来说还比较传统,那就是要使用撒铝粉或滴溶液等方法让指纹浮现出来。这些方法可能会破坏带有指纹的物品上附着的有用的DNA物质等,此外还难以区分重叠在一起的指纹。2015年2月,日本早稻田大学的研究人员与科学警察研究所合作,开发出一种无需接触就能快速检测出指纹的新装置,并且即使两个指纹叠加在一起也能识别。该研究利用高光谱成像技术,向所监测的物品发射对DNA影响很小的波长为532纳米的绿色激光,通过观测反射光的颜色差异,就能够分辨出指纹的形状。
有时犯罪分子会利用假指纹侵入需要指纹识别的系统。美国机器视觉公司(BitFlow)2015年12月宣布,他们已开发出一款革命性指纹扫描工具,能分辨真人指纹和假指纹。假指纹欺骗传统的指纹扫描仪并不困难。然而,这种新技术不再依靠对指纹图像的扫描,而是会深入分析用户手指内部的特征。
这项技术由机器视觉公司和法国巴黎的朗之万研究所共同开发,能迅速而准确地捕捉用户的“内部指纹”。与手指表面指纹类似,“内部指纹”有着同样的指纹图像特征,但位于手指皮肤的0.5毫米下方。此外,这一系统还可以扫描手指上的汗腺,进一步增强识别能力。在使用中,扫描仪会分析目标物体(例如手指)反射光与参考光源之间的不同相干模式,从而识别手指上的指纹和汗腺。
在下水道中探测炸药
2015年3月,瑞典科学家开发出一种传感器,可在下水道中侦查用于制作炸弹的化学品。这项新技术可以寻找那些潜伏在民居中制造炸药的违法犯罪分子。这种传感器上有很多10厘米长的电极浸泡在下水道污水中。如果水中含有制作炸弹的化学试剂或者相关反应产物,其离子穿过电极上的薄膜后,会使电阻器电压发生较显著的变化。
研究人员设计了一个程序分析目标离子的浓度,一旦数据达到警戒值,系统就会向指挥中心发出警报。然后,警察在地面使用一种便携式高清晰红外激光器扫描该区域的气体,借此找出制作炸弹者。
下水道传感器还能检测毒品成分。德国联邦教育与研究部计划用该技术监测吸毒者吸食毒品的模式。更重要的是,由于毒品加工厂排放的毒品成分浓度更高,利用该技术能够帮助执法人员寻找毒品加工厂。这种传感器已经在实验室被成功测试,随后将在真实环境中测试其性能。
为子弹套一个安全气囊
由于子弹“安全气囊”在2015年10月问世,警察等执法人员可能很快就能避免造成致命枪伤。该装置由位于美国加利福尼亚州圣迭戈市的替代弹药公司设计,看上去像一枚金属乒乓球,可装在任何枪支的枪管上。这种装置的使用原理是,子弹发射时球会断开并与子弹结合在一起,从而有效降低子弹的速度,子弹的速度降低至预期速度的五分之一。
子弹的能量会转移到合金球“气囊”上,驱使其向目标移动。带有“气囊”的子弹击中目标对象时,仍会造成剧痛,但对身体的伤害低于常规子弹,它仍拥有足够大的钝力把人击倒并造成剧痛,可在不刺穿皮肤的情况下使目标失去行动能力。人们希望,这种“子弹安全气囊”能减少被警察射杀的平民数量。
当然,这种“气囊”装置并不能让常规子弹完全成为非致命武器。替代弹药公司首席执行官克里斯蒂安·埃利斯表示:“某些人会因受到冲击和气囊击中胸部而死亡,但该装置确实大大降低了死亡风险。在适当的情况下使用我们的新装置,警察有可能避免造成人员伤亡,这在以前是不可能的。”此外,由于这种“气囊”是安装在枪管上,这决定了它只是一次性用品,如果警察没有安装新的“气囊”而再次开枪,射出的将是普通子弹。
迷你导弹提升单兵反恐能力
2015年9月,美国雷声(Raytheon)公司推出了一款名为“矛头”(pike)的新型单兵迷你导弹,其特点就是非常小而便于携带。这种导弹口径为40毫米,可以用M320榴弹发射器发射,射程达2100米。
“矛头”导弹重量小于1千克,全长仅42.6厘米,只有成年人小臂那么长。该导弹使用数字化、半主动激光制导引导头,用来攻击固定或慢速运动的中距离目标。“矛头”导弹会在出膛2.5~3米后启动火箭发动机,其发射和飞行过程中几乎是没有烟雾的,大大降低了对方的探测能力。“矛头”导弹的升级方向是使用船只、全地形车和无人机等平台搭载的发射器。
在“矛头”导弹研制成功之前,像M320这样的榴弹发射器使用低膛压榴弹,弹道高抛难以控制精度,最大射程仅为350米;而类似美军XM25的高膛压榴弹弹道低平易于瞄准,射程也为1千米左右,“矛头”导弹则使得在2千米距离上精确投射一枚手雷成为可能,如果不考虑其成本,将大大增强反恐部队和特警的单兵反恐作战能力。
表面增强拉曼光谱识别嫌疑人头发
头发是犯罪现场的重要物证,DNA测试能够较为全面地提供犯罪嫌疑人或者受害者的信息,但通常需要完整的头发且比较费时,通过显微镜观察头发形态比较便捷,但容易受分析者主观影响。2015年1月,来自美国西北大学的研究人员指出,表面增强拉曼光谱(SERS)这一分析方法能够准确且快捷地鉴定分析出头发表面的染色剂组成,从而为法医鉴定提供便利。
拉曼光谱通过分析光与物质的相互作用,无需损坏样品就能鉴定出物质的组成,而表面增强拉曼光谱通过在样品表面吸附纳米粒子的方法,进一步增强了测试的灵敏度。表面增强拉曼散射是一种异常的表面光学现象,它可将表面分子的拉曼信号放大约百万倍,甚至对于某些纳米粒子体系可放大至百万亿倍,因此有望成为法医检测痕量物质的重要工具。研究人员通过表面增强拉曼光谱可以有效地鉴定出头发是否被染色,对于染色的头发还可以进一步分辨出不同品牌的染发剂。这项研究结果有望为法医分析提供新的利器。
除了用于检测头发染发剂外,表面增强拉曼光谱在安全领域的用途还不少,它可以实现痕量爆炸物(如TNT、TDX和PETN)的现场检测、生物战菌种(如炭疽孢子和肉毒杆菌)、剧毒品(如水中的氰化物)和毒品(如冰毒、摇头丸等)的检测。
栏目主持人:刘雨濛 lymjcfy@163.com
2015年8月,澳大利亚联邦科学与工业研究组织研究人员开发出一种新的犯罪现场指纹识别技术,可帮助警察快速便捷地取得犯罪者指纹。研究人员介绍说,在指纹上加入一滴含有“金属有机框架”晶体的液体,再使用紫外线照射被液体覆盖的指纹,指纹会发出强烈的“光芒”,持续时间长达30秒。强烈的发光效果会使指纹更易识别,指纹采集也更简便。
金属有机框架材料是近年来十分热门的一种新型多孔材料,在催化、储能和分离中都有很大的应用价值。实验发现,这种材料制成的微小晶体会迅速与指纹残余物中的蛋白质、脂肪酸和盐等结合,形成一层薄膜,而这种薄膜就是一份精确的指纹“副本”。在玻璃窗、酒杯、金属片和塑料电灯开关等表面进行的测试发现,新方法可快速有效地识别并采集指纹。
在一些较复杂的案例中,传统方法需要将带有指纹的证物移至实验室处理,而这种新方法则可在案发现场快速、便捷地完成指纹识别,并且这种技术可精确到分子水平,有利于更准确地进行分析。
像澳大利亚研究人员这种采集指纹的方法相对来说还比较传统,那就是要使用撒铝粉或滴溶液等方法让指纹浮现出来。这些方法可能会破坏带有指纹的物品上附着的有用的DNA物质等,此外还难以区分重叠在一起的指纹。2015年2月,日本早稻田大学的研究人员与科学警察研究所合作,开发出一种无需接触就能快速检测出指纹的新装置,并且即使两个指纹叠加在一起也能识别。该研究利用高光谱成像技术,向所监测的物品发射对DNA影响很小的波长为532纳米的绿色激光,通过观测反射光的颜色差异,就能够分辨出指纹的形状。
有时犯罪分子会利用假指纹侵入需要指纹识别的系统。美国机器视觉公司(BitFlow)2015年12月宣布,他们已开发出一款革命性指纹扫描工具,能分辨真人指纹和假指纹。假指纹欺骗传统的指纹扫描仪并不困难。然而,这种新技术不再依靠对指纹图像的扫描,而是会深入分析用户手指内部的特征。
这项技术由机器视觉公司和法国巴黎的朗之万研究所共同开发,能迅速而准确地捕捉用户的“内部指纹”。与手指表面指纹类似,“内部指纹”有着同样的指纹图像特征,但位于手指皮肤的0.5毫米下方。此外,这一系统还可以扫描手指上的汗腺,进一步增强识别能力。在使用中,扫描仪会分析目标物体(例如手指)反射光与参考光源之间的不同相干模式,从而识别手指上的指纹和汗腺。
在下水道中探测炸药
2015年3月,瑞典科学家开发出一种传感器,可在下水道中侦查用于制作炸弹的化学品。这项新技术可以寻找那些潜伏在民居中制造炸药的违法犯罪分子。这种传感器上有很多10厘米长的电极浸泡在下水道污水中。如果水中含有制作炸弹的化学试剂或者相关反应产物,其离子穿过电极上的薄膜后,会使电阻器电压发生较显著的变化。
研究人员设计了一个程序分析目标离子的浓度,一旦数据达到警戒值,系统就会向指挥中心发出警报。然后,警察在地面使用一种便携式高清晰红外激光器扫描该区域的气体,借此找出制作炸弹者。
下水道传感器还能检测毒品成分。德国联邦教育与研究部计划用该技术监测吸毒者吸食毒品的模式。更重要的是,由于毒品加工厂排放的毒品成分浓度更高,利用该技术能够帮助执法人员寻找毒品加工厂。这种传感器已经在实验室被成功测试,随后将在真实环境中测试其性能。
为子弹套一个安全气囊
由于子弹“安全气囊”在2015年10月问世,警察等执法人员可能很快就能避免造成致命枪伤。该装置由位于美国加利福尼亚州圣迭戈市的替代弹药公司设计,看上去像一枚金属乒乓球,可装在任何枪支的枪管上。这种装置的使用原理是,子弹发射时球会断开并与子弹结合在一起,从而有效降低子弹的速度,子弹的速度降低至预期速度的五分之一。
子弹的能量会转移到合金球“气囊”上,驱使其向目标移动。带有“气囊”的子弹击中目标对象时,仍会造成剧痛,但对身体的伤害低于常规子弹,它仍拥有足够大的钝力把人击倒并造成剧痛,可在不刺穿皮肤的情况下使目标失去行动能力。人们希望,这种“子弹安全气囊”能减少被警察射杀的平民数量。
当然,这种“气囊”装置并不能让常规子弹完全成为非致命武器。替代弹药公司首席执行官克里斯蒂安·埃利斯表示:“某些人会因受到冲击和气囊击中胸部而死亡,但该装置确实大大降低了死亡风险。在适当的情况下使用我们的新装置,警察有可能避免造成人员伤亡,这在以前是不可能的。”此外,由于这种“气囊”是安装在枪管上,这决定了它只是一次性用品,如果警察没有安装新的“气囊”而再次开枪,射出的将是普通子弹。
迷你导弹提升单兵反恐能力
2015年9月,美国雷声(Raytheon)公司推出了一款名为“矛头”(pike)的新型单兵迷你导弹,其特点就是非常小而便于携带。这种导弹口径为40毫米,可以用M320榴弹发射器发射,射程达2100米。
“矛头”导弹重量小于1千克,全长仅42.6厘米,只有成年人小臂那么长。该导弹使用数字化、半主动激光制导引导头,用来攻击固定或慢速运动的中距离目标。“矛头”导弹会在出膛2.5~3米后启动火箭发动机,其发射和飞行过程中几乎是没有烟雾的,大大降低了对方的探测能力。“矛头”导弹的升级方向是使用船只、全地形车和无人机等平台搭载的发射器。
在“矛头”导弹研制成功之前,像M320这样的榴弹发射器使用低膛压榴弹,弹道高抛难以控制精度,最大射程仅为350米;而类似美军XM25的高膛压榴弹弹道低平易于瞄准,射程也为1千米左右,“矛头”导弹则使得在2千米距离上精确投射一枚手雷成为可能,如果不考虑其成本,将大大增强反恐部队和特警的单兵反恐作战能力。
表面增强拉曼光谱识别嫌疑人头发
头发是犯罪现场的重要物证,DNA测试能够较为全面地提供犯罪嫌疑人或者受害者的信息,但通常需要完整的头发且比较费时,通过显微镜观察头发形态比较便捷,但容易受分析者主观影响。2015年1月,来自美国西北大学的研究人员指出,表面增强拉曼光谱(SERS)这一分析方法能够准确且快捷地鉴定分析出头发表面的染色剂组成,从而为法医鉴定提供便利。
拉曼光谱通过分析光与物质的相互作用,无需损坏样品就能鉴定出物质的组成,而表面增强拉曼光谱通过在样品表面吸附纳米粒子的方法,进一步增强了测试的灵敏度。表面增强拉曼散射是一种异常的表面光学现象,它可将表面分子的拉曼信号放大约百万倍,甚至对于某些纳米粒子体系可放大至百万亿倍,因此有望成为法医检测痕量物质的重要工具。研究人员通过表面增强拉曼光谱可以有效地鉴定出头发是否被染色,对于染色的头发还可以进一步分辨出不同品牌的染发剂。这项研究结果有望为法医分析提供新的利器。
除了用于检测头发染发剂外,表面增强拉曼光谱在安全领域的用途还不少,它可以实现痕量爆炸物(如TNT、TDX和PETN)的现场检测、生物战菌种(如炭疽孢子和肉毒杆菌)、剧毒品(如水中的氰化物)和毒品(如冰毒、摇头丸等)的检测。
栏目主持人:刘雨濛 lymjcfy@163.com