Как наночастицы раскрывают криминальные секреты

Группа исследователей из Швейцарии пролила свет на точные механизмы, ответственные за впечатляющие способности наночастиц, которые позволяют обнаруживать отпечатки пальцев, оставленные на месте преступления. Работа была опубликована в журнале Nanotechnology, и ее основной мотив — оспаривание общепринятой теории о том, что наночастицы притягиваются к отпечаткам пальцев электростатически.

Ученые утверждают, что притяжение на самом деле носит химический характер и вызывается соединениями на поверхности наночастиц, связывающихся со сложным коктейлем соединений, присутствующих в отпечатке пальца.

Также они полагают, что более фундаментальное понимание взаимодействия наночастиц и отпечатков пальцев поспособствует развитию более точных методов, которые повысят шансы обнаружения ранее недетектируемых отпечатков пальцев. По факту около 50% отпечатков, оставляемых на бумаге, не удается обнаружить.

Ведущий автор исследования Себастьян Морет говорит следующее: «Есть ряд различных методов, используемых для визуализации отпечатков пальцев, когда их приносят в лабораторию, но им всем не хватает чувствительности. Некоторые из этих методов стыкуются не только с отпечатками, но и с подложкой или поверхностью, на которой они остаются, что приводит к появлению фона, который скрывает отпечатки».

Большинство из этих методов были разработаны путем проб и ошибок, поэтому весьма важно понять фундаментальные механизмы, которые за ними стоят.

Отпечатки пальцев остаются на месте преступления благодаря природным выделениям — потовым и жировым соединениям, а также загрязнениям вроде косметики или крови, которые накапливаются на пальцах. Именно все это создает впечатляющий узор линий, которые оставляют наши пальцы на конкретной поверхности.

В своем исследовании ученые из Университета Лозанны наносили отпечатки пальцев на алюминиевую фольгу, а затем погружали ее в водный раствор с наночастицами диоксида кремния, которые были покрыты карбоксильной группой из атомов углерода, водорода и кислорода.

Также в наночастицы вводился специальный краситель, чтобы их можно было визуализировать в определенном свете.

Ученые провели ряд тестов, чтобы показать, что притяжение между наночастицами и отпечатками пальцев происходило из-за химической связи между карбоксильной группой и конкретной химической группой — аминов, которые присутствуют в аминокислотах и белках в отпечатке пальца.

До сих пор общепринятой теорией было то, что кислый раствор, в котором размещались наночастицы, приводил к тому, что отпечаток пальца становится положительно заряженным и притягивал отрицательно заряженные наночастицы.

Наночастицы используются в области криминологии не только из-за небольшого размера и оптических свойств, но и благодаря способности точной настройки поверхностных свойств, которые, как полагают ученые, после их работы получат значительное развитие.

«Теперь, когда установлено, что химическое взаимодействие происходит между наночастицами и определенными химическими группами в отпечатках пальцев, это взаимодействие может быть дополнительно повышено, что приведет к более точному анализу, повышенной селективности и снижению фонового шума».