Technika XPS wykorzystana w kryminalistyce do identyfikacji włókien

Zdjęcia włókien bawełny - mikroskop elektronowy; Wikimedia Com./Fatheredtar

Identyfikacja włókien w kryminalistyce pomaga w udowodnieniu obecności danej osoby na miejscu przestępstwa. Jednakże proces ten nie jest łatwy z uwagi na powszechność, np. białych włókien bawełnianych, których wizualna ocena nie daje żadnych wyników. Pomocna okazuje się w tym wypadku technika XPS, czyli rentgenowska spektroskopia fotoelektronów połączona z uprzednim działaniem wiązki klastrów jonów argonowyh.

Brian Strohmeier, naukowiec pracujący dla Thermo Fisher Scientific, uważa, że dzięki temu, że produkowane obecnie włókna są poddawane różnym procesom chemicznym, aby nadać im pożądane właściwości, np. wodoodporność, można analizować skład chemiczny powierzchni włókien. Jedną z technik, które można do tego wykorzystać, jest XPS (rentgenowska spektroskopia fotoelektronów), w której na próbkę działa wiązka RTG, wyrywająca z powierzchni materiałów elektrony, których liczba i energia są mierzone detektorem. W efekcie otrzymuje się widmo charakterystyczne dla danego materiału.

XPS była wykorzystawana do badań powierzchni włókien, ale tylko tych nie posiadających chemicznych powłok. Potrzebna była metoda na dotarcie do warstwy włókien tuż pod powłoką. Sposobem na to stała się wiązka klastrów jonów argonu skierowanych na próbkę. Wiązka utworzyła niewielką dziurę w powierzchni włókna, pokazując wewnętrzną strukturę. Każdy taki klaster składa się z tysięcy atomów i rozpada się przy uderzeniu, nie powodując dużych zniszczeń w włóknach ani zakłóceń pomiarów. Kiedy za pomocą wiązki usunie się powierzchnię włókna, stosując XPS można badać jego skład. Co więcej, jeśli to konieczne, to za pomocą wiązki klastrów jonów argonu można usuwać kolejne warstwy materiału i badać za pomocą XPS.

Dzięki nowej technice obróbki powierzchni możliwe jest zastosowanie XPS w kryminalistyce. Dotychczas długi czas analizy, konieczność stosowania stosunkowo dużych próbek o powierzchni kilku milimetrów kwadratowych oraz drogi sprzęt nie pozwalały na szerokie użycie tej techniki. Teraz udało się zredukować konieczną wielkość próbki do kilkudziesięciu mikrometrów kwadratowych, a analiza trwa kilka minut.

(pj)