真空金属镀膜技术在手印检验领域的应用

张晓梅 焦彩洋 张 琦 于 丹

（1 中国刑事警察学院痕迹检验技术系 辽宁 沈阳 110035；2 洛阳市公安局西工分局 河南 洛阳 471000；3 北京边检总站 北京 100621；4 丹东市公安局振安分局 辽宁 丹东 118000）

1 引言

镀膜技术也叫薄膜技术，是在真空条件下，采用物理或化学方法，使物体表面获得所需膜体。镀膜技术最初起源于20世纪30年代，直到70年代后期才得到较大发展，目前已广泛应用于耐酸、耐蚀、耐热、表面硬化、装饰、润滑、光电通信、电子集成、能源等领域[1]。真空金属镀膜技术应用于手印显现始于20世纪70年代末期，但由于当时的设备陈旧、显现效率低，真空舱容积小，操作繁琐等原因，局限了该技术在手印显现领域的应用。本世纪开始，国外开发了专门用于手印显现的真空金属镀膜设备，并引入我国，真空金属镀膜技术又重新应用于手印显现领域，尤其是近5年来，该设备和技术在国内的推广应用呈快速增长的态势，但到目前为止，该技术应用尚属起步阶段，该技术方法的适用范围尚需深入研究，因此，本文针对现场常见手印物质、手印承受客体及手印形成条件，深入研究该方法的适用范围，为将该技术应用于现场手印显现提供可靠依据。

2 真空金属镀膜技术显现手印的原理

真空金属镀膜法显现手印是利用金属蒸发材料在有手印纹线部位和遗留客体表面的沉积状况的不同，使得手印纹线和客体背景之间形成反差，从而达到手印显现的目的。真空金属镀膜时先进行金元素的蒸发和沉积，在此阶段，金原子均匀沉积于客体表面，作为成核层等待锌蒸发料的附着，但是，金原子因其相对分子质量较大而在有手印纹线的部位渗入到手印物质内部，使手印纹线部位不能形成金膜成核层。第二阶段进行锌蒸发料的蒸发和沉积，锌原子会在无手印纹线部位的金膜成核层表面均匀沉积成锌膜层，手印纹线部位无金膜成核层，且由于锌自身的相对分子质量不够大，难以穿透手印纹线物质，手印纹线部位不能沉积形成锌膜层，仍然保持客体本身的颜色，从而形成有无手印纹线部位锌膜分布差异而显现出手印[2]。

3 真空金属镀膜技术显现手印适用范围研究

3.1 准备工作

3.1.1 设备及材料

真空金属镀膜机（台湾高墩科技有限公司生产）、相机（NIKON D800）、翻拍架、金丝、锌粒。

3.1.2 样本制作

（1）检材。本文选用电镀金属、玻璃、瓷砖、铝箔、搪瓷、陶瓷等光滑非渗透性客体，地板革、塑料、PVC、皮革等半渗透性客体，打印纸、报纸、牛皮纸、纸箱、餐巾纸等渗透性客体，人民币、画报纸等花色或具有背景荧光的复杂客体作为检材。

（2）样本制作。制作手印样本前清洁检材表面。制作汗潜手印样本时，先将手洗干净，20min后，选用食指、中指或环指，用中等力度接触客体表面并停留2～3s，制成新鲜汗潜手印样本。制作其它物质手印样本时，先将手洗干净，用食指沾取少量油、皮脂或血，将其涂抹均匀后用中等力度接触客体表面，制成新鲜的其它物质手印样本。将新鲜手印样本在室温条件下，室内环境中搁置不同的天数，制成不同遗留时间的陈旧手印样本。制作汗潜手印样本时，以中等力度接触客体表面，连续捺印5次，获得连续捺印汗潜手印样本[3]。

3.1.3 真空镀膜技术显现手印的操作步骤

用台湾高墩科技有限公司生产的真空金属镀膜机显现手印的基本操作步骤如下：

（1）接通电源并开机，在触摸屏上登入操作界面。

（2）完成热机程序后（开机约20min后，绿灯信号显亮），在触摸屏上操作启动待机功能键，即可进入采证流程。

（3）打开真空舱门，将检材固定于拱形载物台上，操作打开金挡板及锌挡板并启动照明功能，在金蒸镀源钨舟上放置5mg金丝，在锌蒸镀源钨舟上放置3颗以上锌粒，关闭金挡板及锌挡板并关闭真空舱门。

（4）启动抽真空系统，给真空舱抽真空，真空度达到10-5Torr时，一次采证灯信号显亮，启动一次采证功能键，系统开始金蒸镀；金蒸镀完成后，锌蒸镀开始，此时通过视窗观察手印显现效果的同时根据显现效果调整锌蒸镀功率，以达到最佳手印显现效果。

（5）手印达到较好显现效果时，结束采证，启动取证物功能键，系统泄真空后即可打开舱门，取出检材。

（6）显现结束后，启动抽真空功能，待真空腔内真空度达到10-1Torr时，启动停机功能，停机程序完成后，关闭电源开关。

3.2 方法与结果

3.2.1 真空金属镀膜技术对不同客体表面、不同物质手印的显现研究

为了明确真空金属镀膜技术在手印显现方面的适用范围，分别选取玻璃、铝箔、瓷砖等光滑非渗透性客体，地板革、画报纸、油漆木、里子绸、皮革等半渗透性客体，热敏纸、打印纸、报纸、牛皮纸等渗透性客体，选用汗液、皮脂、灰尘、油脂、血液等手印物质在上述客体表面捺印不同物质手印，用真空金属镀膜技术对不同客体表面的不同物质手印进行显现，记录显现效果并对显出手印进行拍照，显现效果见表1及图1。

表1 真空金属镀膜技术对不同客体表面不同物质手印的显现效果

图1 真空金属镀膜技术对报纸表面汗潜手印、铝箔表面油潜手印、瓷砖表面皮脂手印及画报纸表面血潜手印的显现效果

由表1及图1可知，真空金属镀膜技术对光滑客体表面的汗潜手印、皮脂手印、油潜手印、血潜手印均具有较好的显现效果，如玻璃等非渗透性客体及打印纸等渗透性客体表面的各类物质手印；而对粗糙表面或表面有油脂层的客体表面，因背景无法沉积足够的金属而使该类客体表面手印显现效果较差，如里子绸及皮革表面各类物质手印；真空金属镀膜技术对玻璃、铝箔、瓷砖、地板革等光滑非渗透性客体表面的灰尘手印有一定的显现效果，对渗透性客体表面灰尘手印显现效果较差。结合真空金属镀膜技术的显现原理及上述实验结果可知，该技术方法对手印的显现效果与手印遗留客体表面的光滑程度及表面状态具有很强的相关性，客体表面越光滑，显现效果越好，客体表面与手印乳突纹线部位的表面状态差异越大，手印显现效果越好。

3.2.2 真空金属镀膜技术对光滑客体表面连续捺印汗潜手印的显现研究

为明确真空金属镀膜技术对不同种客体表面汗潜手印显现的灵敏度，选用9种常见客体，制作连续捺印样本，并用真空金属镀膜技术进行显现，记录并拍照显现效果，显现效果见表2、图2及图3。

表2 真空金属镀膜技术对不同客体表面连续捺印新鲜汗潜手印的效果

图2 真空金属镀膜技术对玻璃表面连续捺印汗潜手印的显现效果（从左至右为第1次捺印、第2次捺印、第3次捺印手印）

图3 真空金属镀膜技术对打印纸表面连续捺印汗潜手印的显现效果（从左至右为第1次捺印、第2次捺印、第3次捺印手印）

由表2、图2及图3可知，真空金属镀膜技术显现手印具有较高的灵敏度，一般情况下，对于光滑客体表面连续捺印5次以内的汗潜手印都具有较好的显现效果，但随着捺印次数的增多，手印显现效果会受到一定程度的影响，这是由于随着连续捺印次数的增多，手指遗留在客体表面的手印物质会逐渐减少，从而导致手印显现效果逐渐下降的结果。

3.2.3 真空金属镀膜技术对不同遗留时间手印的显现研究

为明确真空金属镀膜技术对陈旧手印的显现效果，选用瓷砖、玻璃、铝箔、塑料片、地板革等非渗透性客体及打印纸、报纸、热敏纸、画报纸、牛皮纸、餐巾纸等渗透性客体，制作陈旧汗潜手印，用真空金属镀膜技术显现手印，记录显现效果并拍照，效果见表3及图4～6。

图4 真空金属镀膜技术显现渗透性客体表面遗留时间为7d的汗潜手印效果（从左到右依次为打印纸、报纸、牛皮纸、热敏纸、画报纸）

图5 真空金属镀膜技术显现渗透性客体表面遗留时间为30d的汗潜手印效果（从左到右依次为打印纸、热敏纸、画报纸）

图6 真空金属镀膜技术显现非渗透性客体表面遗留时间为6个月的汗潜手印效果（从左到右依次为玻璃、瓷砖、塑料片、地板革）

表3 真空金属镀膜技术对不同遗留时间汗潜手印的显现效果

由表3及图4～6可知，用真空金属镀膜技术显现手印时，对于光滑非渗透性客体，可显出遗留时间为6个月以内的汗潜手印，对于渗透性较强的纸张可显现出遗留时间为一周的手印，对于热敏纸、画报纸等渗透性稍弱的纸张表面，可显出30d以内的手印。

3 结论

真空金属镀膜技术可用于光滑客体（光滑非渗透性、光滑半渗透性或光滑渗透性客体）表面多种物质（汗液、皮脂、油脂，血液、灰尘等）新鲜手印的显现，还可用于光滑非渗透性客体表面遗留时间为半年以内及渗透性客体表面遗留7d以内的汗潜手印的显现。该技术方法操作简便，适用范围广泛，手印显现效果好，且设备真空舱容积大，一次操作可完成多个手印显现。该技术方法的成熟及应用必将充实和完善手印显现方法体系，最大限度地提高手印的显出率和显现效果。