基于NaYF4:Yb,Er上转换发光纳米材料的掌印和足迹增强显现

丁寒

（中国政法大学刑事司法学院， 北京 102249）

手印和足迹是两类犯罪现场极为常见的传统痕迹，通过对手印和足迹的检验鉴定可以为案件侦查和诉讼审判提供重要线索和可靠证据[1-2]。然而，以上两类痕迹通常是肉眼难辨的潜在痕迹，因此对潜在痕迹的清晰显现是痕迹检验鉴定的前提[3-4]。但是，传统的手印和足迹显现方法已经逐渐无法满足研究人员对痕迹高质量显现的迫切需求，而纳米材料学的迅速发展助推了痕迹显现方法的不断更新[5]。纳米发光材料具有光学性质丰富、微观形貌可调和表面修饰灵活等突出优点，能够有效改善痕迹显现的对比度、灵敏度和选择性[6]。2000 年，Menzel 等[7]率先将荧光量子点应用于手印显现，由此开启了痕迹纳米荧光显现方法的研究。而后，金属纳米材料[8]、金属氧化物纳米材料[9]、稀土下转换发光纳米材料[10]、稀土上转换发光纳米材料[11]、荧光碳点[12]和金属有机框架[13]等一系列纳米材料被相继用于痕迹纳米荧光显现。在上述纳米材料中，稀土上转换发光纳米材料具有特殊的上转换发光性能，在降低痕迹显现的背景噪声干扰方面具有独特的优势[14]。稀土上转换发光纳米材料能够在近红外光的激发下产生可见荧光，而近红外光的能量较低，在激发痕迹部位产生显现信号的同时几乎不会引起客体部位产生背景噪声，进而实现痕迹的无背景干扰显现[15]。因此，稀土上转换发光纳米材料是实现手印和足迹高质量显现的理想选择。

2014 年，Wang 等[11]将溶菌酶适配体修饰的NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料应用于潜在手印的悬浮液法显现。该研究创新地利用了核酸适配体与靶向分子的特异性结合原理实施手印显现，为上转换发光纳米材料应用于潜在手印显现的首次报道。该研究在手印荧光拍摄中受980 nm 激发光斑大小的限制，最终并未得到手印显现的完整图像。此后，研究者在显现材料的创新方面进行了深入探究：一方面对上转换发光纳米材料的掺杂成分进行改进，如2015 年Xie 等[16]使用NaYF4:Yb,Ce,Er、2016 年Li 等[17]使用NaYF4:Yb,Gd,Er 和2016 年Du 等[18]使用NaYbF4:Ho 显现手印的报道；另一方面将上转换发光纳米材料与其它类型材料进行复合，如2017 年Shahi 等[19]使用Eu（DBM）3Phen/NaGdF4:Yb,Er、2017 年Zhou 等[20]使用Cu2-xS@SiO2@Y2O3:Yb，Er 和2018 年Wang 等[21]使用NaYF4:Yb，Gd，Er@SiO2显现手印的研究。Wang 研究组也在显现材料的创新和显现方法的改进方面开展了相关研究，如2015 年，Wang 等[22]将表面油酸修饰的NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料应用于潜在手印的粉末法显现，并考察了客体背景荧光干扰的问题，该研究将980 nm 激光器发射的激光进行扩束，使激发光斑面积达到8.98 cm2， 最终得到显现手印的完整图像；2016 年，Wang[23]将表面油酸修饰的绿色NaYF4:Yb,Er 及多色NaYbF4:Er,Tm,Ho上转换发光纳米材料应用于潜在手印的悬浮液法显现，利用疏水作用的吸附原理实施显现，同样得到了显现手印的完整图像；2020 年，Wang 等[24]将表面油酸修饰的NaYbF4:Tm 上转换发光纳米材料应用于潜在手印的粉末法显现，该研究利用了显现材料由单激发到双发射的发光特性，在单次激发下同时得到了可见光和红外光两个显现模式下的完整手印图像。虽然基于上转换发光纳米材料的痕迹显现技术已经取得了长足的发展，但是仍存在着一些瓶颈问题：（1）显现对象仅限于手印等面积较小的印痕，鲜有涉及掌印及足迹等面积较大的印痕；（2）虽然显现对比度明显提高，但显现灵敏度和选择性有待改善；（3）对痕迹显现的效果评价大多仅限于定性层面，很少有定量分析的研究报道。

鉴于此，本研究采用溶剂热法制备了NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料，并将其应用于潜在掌印、赤足足迹和穿鞋足迹等较大面积痕迹的荧光增强显现，在保证痕迹显现高对比度的基础之上，兼顾痕迹显现的高灵敏度和高选择性，并从定性和定量两个层面详细考察了痕迹显现的具体效果。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

H-7650 型透射电子显微镜（日本Hitachi 公司）；Empyrean 型多晶X-射线衍射仪（荷兰PANalytical公司）；UV-2600 型紫外-可见-近红外分光光度计（配积分球，日本Shimadzu 公司）；Cary Eclipse 型荧光分光光度计（美国Agilent 公司）；TENSOR 27 型傅里叶变换红外光谱仪（德国Bruker 公司）；980 nm 近红外激光器（配扩束器，苏州晓松科技开发有限公司）。

六水合硝酸钇（Y（NO3）3·6H2O）、五水合硝酸镱（Yb（NO3）3·5H2O）和六水合硝酸铒（Er（NO3）3·6H2O），以上试剂纯度为99.99%；NaF、NaOH、油酸、硬脂酸、无水乙醇和正己烷，以上试剂纯度均为分析纯；乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物。实验所用试剂均购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 显现材料制备

参考文献[25]的方法制备NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料。向烧瓶中加入2.988 g（7.8 mmol）Y（NO3）3·6H2O、0.898 g（2.0 mmol）Yb（NO3）3·5H2O、0.092 g（0.2 mmol）Er（NO3）3·6H2O、8.534 g（30.0 mmol）硬脂酸，再加入150 mL 乙醇，搅拌并升温至78 ℃，得到溶液A。将1.190 g（30.0 mmol）NaOH 用50 mL 乙醇溶解，得到溶液B。持续搅拌下，将溶液B 在30 min 内滴加到溶液A 中，在78 ℃下回流30 min。将反应产物减压抽滤，滤饼依次用200 mL 乙醇-水混合溶液（1∶1，V/V）洗涤2 次、200 mL 乙醇洗涤1 次，然后置于60 ℃干燥箱中干燥12 h， 即制得（C17H35COO）3Y0.78Yb0.20Er0.02稀土硬脂酸盐前驱体。向100 mL 水热反应釜中加入1.915 g（2.0 mmol）稀土硬脂酸盐前驱体，再倒入10 mL 油酸、30 mL 乙醇，充分搅拌，形成悬浊液C。将0.336 g（8.0 mmol）NaF 用20 mL 水溶解，得到溶液D。将溶液D 注入到悬浊液C 中，充分搅拌10 min，再将反应釜密封，在150 ℃下进行溶剂热反应24 h。反应结束，待温度冷却至60 ℃，开启反应釜，倒掉上层液体，向沉淀中加入100 mL 乙醇，离心分离。将所得产物依次用100 mL 乙醇-正己烷（1∶1，V/V）混合溶液洗涤3 次并离心、100 mL 乙醇-水（1∶1，V/V）混合溶液洗涤3 次并离心、100 mL 乙醇洗涤3 次并离心，然后置于60 ℃干燥箱中干燥12 h， 即制得NaY0.78F4:Yb0.20,Er0.02上转换发光纳米材料。

1.2.2 潜在掌印显现

采用粉末刷显法显现荧光塑料片表面遗留的潜在掌印。以指纹毛刷蘸取适量NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料的粉末，并在客体表面轻轻扫动，当掌印粘附粉末出现轮廓后，弹掉毛刷上的粉末，继续在客体表面小心扫动，除去多余的粉末。

1.2.3 赤足足迹显现

采用粉末刷显法显现复合地板表面遗留的赤足（潜在）足迹，具体操作方法同1.2.2 节。

1.2.4 穿鞋足迹显现

采用粉末刷显法显现理石地砖表面遗留的穿鞋（灰尘）足迹。使用喷壶将灰尘固定液（5%（m/V）乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的乙醇溶液）均匀覆盖于灰尘足迹的表面，完成对灰尘足迹的固定。待溶剂乙醇完全挥发后，采用粉末刷显法处理灰尘足迹，具体操作方法同1.2.2 节。

1.2.5 痕迹拍照固定

暗场条件下，使用980 nm 红外光（功率为15 W， 功率密度为1.47 W/cm2）照射掌印及足迹样本，并使用Nikon D810 单反数码相机（搭配Nikon AF-S NIKKOR 24～70 mm f/2.8G ED 镜头）进行拍照固定。掌印显现的暗场拍摄参数设定为：感光度250，光圈值f/8，曝光时间20 s；足迹显现的暗场拍摄参数设定为：感光度250，光圈值f/8，曝光时间40 s。

1.2.6 显现效果表征

参考文献[26]的方法表征掌印显现的对比度。将未捺印掌印的客体样本和掌印显现后的客体样本分别固定在荧光分光光度计的固体样品支架上，使用光源对样本进行激发，检测其荧光发射光谱，前者对应于客体背景噪声，后者对应于手印显现信号。

参考文献[27]的方法考察掌印及足迹显现的选择性。首先使用Image J 软件打开痕迹显现照片，再使用Straight Line 工具选择区域分析对象，最后使用Plot Profile 工具分析选区的灰度值。

2 结果与讨论

2.1 纳米材料的性能表征

溶剂热法制得的NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料的性质表征如图1 所示。图1A 的透射电子显微镜照片显示其近似为球形，单分散性良好，粒径分布均匀，平均直径为19.2 nm。图1B 为X-射线衍射谱图，其衍射峰的位置和强度与六方晶系NaYF4标准衍射谱图（图1C）一致，说明纳米材料的晶体结构属于六方晶系。图1D 左图为纳米材料在980 nm 近红外光激发下的荧光发射光谱，其中位于521、540、654 nm 波长处的尖锐荧光发射峰分别对应Er3+的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁[28]。图1 为纳米材料的紫外-可见-近红外吸收光谱，在976 nm 波长处出现了尖锐的近红外吸收峰。图1F 为纳米材料的傅里叶变换红外光谱，在2853 和2923 cm‒1处的吸收峰分别对应油酸分子中亚甲基的对称和反对称伸缩振动，在1463 和1564 cm‒1处的吸收峰分别对应于油酸分子中羧基形成羧酸根阴离子后的对称和反对称伸缩振动，说明纳米材料的表面被油酸分子所修饰[28]。

图1 NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料的性质表征：（A）透射电子显微镜照片；（B）X-射线衍射谱；（C）六方晶系NaYF4 标准衍射谱图；（D）980 nm 近红外光激发的荧光发射光谱；（E）紫外-可见-近红外吸收光谱；（F）傅里叶变换红外光谱Fig.1 Characterizations of NaYF4:Yb,Er upconversion luminescent nanomaterials: (A) Transmission electron microscopy image; (B) X-ray diffraction pattern; (C) Calculated line pattern of hexagonal phase NaYF4;(D)Fluorescence emission spectrum under 980 nm near infrared excitation;(E)Ultra violet-visible-near infrared absorption spectrum; (F) Fourier transform infrared spectrum

2.2 显现原理

利用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现潜在掌印及赤足足迹的原理基于显现粉末与潜在掌印及赤足足迹的遗留物之间的物理吸附作用。如图2A 所示，潜在掌印及赤足足迹中汗液、皮脂等分泌物对显现粉末的吸附能力较强，而光滑客体的表面对显现粉末的吸附能力较弱，通过毛刷的刷动将显现粉末吸附于痕迹的乳突纹线部位并与客体形成对比反差，再通过光源的激发使显现粉末产生荧光，进而完成荧光增强显现。利用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现穿鞋足迹的原理基于显现粉末与穿鞋足迹的灰尘固定物之间的物理吸附作用。如图2B 所示，穿鞋足迹中的灰尘部位表面粗糙且疏松多孔，但很容易被外力破坏，可首先在足迹表面喷洒乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物的乙醇溶液，利用共聚物的成膜特性对灰尘进行固定，当该固定物变得坚硬且被牢固粘合于客体表面时，再对足迹进行粉末刷显、光源激发等操作。

图2 使用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现潜在掌印、赤足足迹（A）及穿鞋足迹（B）的原理图Fig.2 Mechanisms for development of latent palmprints and barefoot footprints (A), and footwear impressions(B) using NaYF4:Yb,Er upconversion luminescent nanomaterials

2.3 潜掌印痕的显现效果

在具有强荧光性能的塑料片客体表面捺印汗潜掌印（图3A），使用制得的NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米粉末对潜掌印痕进行刷显，并利用980 nm 近红外光照射进行荧光增强（图3B），同时考察掌印显现的对比度（图3G～3H）、灵敏度（图3C～3F）和选择性（图3I）。

图3 使用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现荧光塑料片表面潜在掌印的明场照片（A）及该掌印在980 nm 近红外光激发下的暗场照片（B～F），其中（C～F）为图3B 中各掌印选区的局部放大照片；（G、H）客体背景噪声与掌印显现信号的荧光光谱表征；（I）图3B 中掌印选区的灰度值曲线表征Fig.3 Images of latent palmprint on fluorescent plastic sheet developed by NaYF4:Yb,Er upconversion luminescent nanomaterials(A–F):(A)overall image captured in bright field,(B)overall image captured in dark field with 980 nm near infrared excitation, and (C–F) magnified images corresponding to selected areas in Fig.3B;(G,H) Spectroscopic characterizations corresponding to substrate background noise and developed palmprint signal, respectively; (I) Gray value curve corresponding to selected area in Fig.3B

2.3.1 掌印显现对比度的考察

手印显现的对比度是指手印显现信号与客体背景噪声之间的对比差异程度[6]。从视觉感官层面定性考察，如图3B 所示，掌印区域产生了明亮的黄绿色荧光，而客体背景呈现为暗色，两者之间形成了明显的视觉反差；掌印的外形近似为正方形，边缘形态反映清晰锐利；同时还可观察到荧光明暗分布不均的现象。手掌受到大鱼际肌群、小鱼际肌群和掌骨的衬垫作用，使桡侧区、尺侧区和指根区的捺印程度严重、手印物质转移充分，导致掌印在以上3 个区域的荧光强度较高；而掌心肌群相对较薄，使掌心区的捺印程度轻微、手印物质转移不足，导致掌印在掌心区域的荧光强度较低。荧光光谱的表征结果表明，单纯客体无论在365 nm 长波紫外光下激发，还是254 nm 短波紫外光下激发，均能在460～580 nm 范围内产生较强的背景荧光（图3G）；甚至365 nm 紫外光激发下的背景荧光强度要高于显现粉末在980 nm 近红外光激发下的荧光强度（图1D）；而单纯客体受980 nm 近红外光激发并未产生明显的背景荧光，其荧光光谱接近于仪器基线（图3G）。如图3H 所示，经显现的掌印在254 和365 nm 紫外光激发下并未产生显现信号，而是在460～580 nm 范围内产生了一定强度的背景荧光，其强度略弱于纯客体所产生背景荧光的强度（图3G），这是因为紫外光并不能激发上转换发光纳米材料产生荧光，而该显现粉末会部分附着于客体表面，在一定程度上降低了客体背景荧光的强度。由图3H 还可见，在980 nm 近红外光激发下，经显现的掌印在521 和540 nm 处产生了明显的显现信号，由于显现粉末不能完全覆盖于客体表面（小犁沟部位不能附着粉末），使其荧光强度略弱于纯显现粉末的荧光强度（图1D），但是手印显现信号与客体背景噪声之间已形成了足够强度的对比反差。显现材料的发光性质对手印显现对比度的提高起到了关键的作用：制备的上转换发光纳米粉末可采用980 nm 近红外光激发产生荧光，近红外光的能量较低，不会引起客体产生背景荧光，进而提高了痕迹显现的对比度。综上可知，本方法在保证足够强度手印显现信号的同时还能彻底解决客体背景荧光干扰，因此具有较高的显现对比度。

2.3.2 掌印显现灵敏度的考察

手印显现的灵敏度是指显现手印各级特征的清晰程度与精细程度[6]。从掌印中乳突花纹的一级特征层面考察，乳突纹线连贯延续（图3B），可观察到指根弧与三叉线（图3C）、指间倒箕（图3D）等纹形特征。从掌印中乳突花纹的二级特征层面考察，细节特征丰富明显（图3B～3F），可清晰观察到端点及分叉（图3C）、包围及小点（图3D）、皱纹（图3E）和褶纹（图3F）等重要特征。从掌印中乳突花纹的三级特征层面考察，乳突纹线的边缘形态清晰可见（图3C～3F）。显现材料的粒径尺寸对手印显现灵敏度的提高起到了关键的作用：制备的上转换发光纳米粉末其粒径尺寸较小，有利于精细准确显现掌印中的微小特征，进而提高了痕迹显现的灵敏度。综上，本方法对掌印中乳突花纹各级特征显现的清晰程度与精细程度均较高，因此具有较高的显现灵敏度。

2.3.3 掌印显现选择性的考察

手印显现的选择性是指显现试剂与手印物质之间的特异性结合程度[6]。从视觉感官层面进行定性考察，如图2C～2F 所示，对应于乳突纹线的区域产生了明亮的黄绿色荧光，而对应于小犁沟、皱纹和褶纹的区域则呈现为暗色，两者之间的视觉差异明显。从灰度表征层面定量考察，如图3I 所示，乳突纹线部位表面吸附荧光粉末而表现出亮色，其灰度值较高，对应于波峰；小犁沟等部位表面基本不吸附荧光粉末而表现出暗色，其灰度值较低。从掌印选区对应的灰度曲线中可以看出，波峰与波谷分布均匀且强度差异明显，说明荧光粉末均匀吸附于乳突纹线部位。显现材料的微观形貌对手印显现选择性的提高起到了关键的作用：制备的上转换发光纳米粉末其微观形貌为球形，具有适中的吸附性能，更利于粉末颗粒与粘稠的手印物质发生吸附而不与光滑的客体表面发生吸附，进而提高了痕迹显现的选择性。综上可知，本方法中显现试剂与手印物质之间的特异性结合程度较高，因此具有较高的显现选择性。

2.4 赤足足迹的显现效果

在复合地板客体表面捺印赤足足迹（图4A），使用制得的NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米粉末对赤足足迹进行刷显，并利用980 nm 近红外光照射进行荧光增强（图4B），同时考察赤足足迹显现的对比度（图4B）、灵敏度（图4C～4F）和选择性（图4G）。如图4B 所示，赤足足迹区域产生了明亮的黄绿色荧光，而客体背景呈现为暗色，两者之间形成了明显的视觉反差；趾区、跖区、弓区和跟区的边缘形态反映清晰锐利；同时还可以观察到荧光明暗分布不均的现象，脚掌受到骨骼及肌肉的衬垫作用不同，使其在各部位的捺印程度有所不同，导致赤足足迹中各个区域的荧光强度有明显不同，其中，趾区、第二跖区、第三跖区、第五跖区和跟区的荧光强度较高，而弓区的荧光强度较低。从足迹显现的灵敏度方面考察，乳突纹线连贯延续（图4B）；细节特征丰富明显（图4C），可清晰观察到第二趾区部位的脱皮（图4D）、拇指指节部位的印痕（图4E）和弓区内侧的皱纹（图4F）等重要特征；乳突纹线的边缘形态清晰可见（图4C～4F）。从足迹显现的选择性方面考察，如图4C～4F 所示，对应于乳突纹线的区域产生了明亮的黄绿色荧光，而对应于小犁沟、皱纹的区域则呈现为暗色，两者之间的视觉差异明显；如图4G 所示，乳突纹线与小犁沟的灰度分布均匀且强度差异明显。由于赤足足迹与潜掌印痕的遗留物质基本相同且捺印方式几乎相同，因此采用同种方法对两种痕迹的显现效果也大致相当。与文献[2]报道的基于YVO4:Eu下转换发光纳米粉末的痕迹显现方法相比，本方法处理赤足足迹同样具有优良的显现质量。综上，本方法对赤足足迹的显现具有较高的对比度、灵敏度和选择性。

图4 使用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现复合地板表面赤足足迹的明场照片（A）及该足迹在980 nm 近红外光激发下的暗场照片（B～F），其中（C～F）为图4B 中各足迹选区的局部放大照片；（G）图4B 中足迹选区的灰度值曲线表征Fig.4 Images of barefoot footprint on laminate floor developed by NaYF4:Yb,Er upconversion luminescent nanomaterials (A–F): (A) overall image captured in bright field, (B) overall image captured in dark field with 980 nm near infrared excitation,and(C–F)magnified images corresponding to selected areas in Fig.4B;(G)Gray value curve corresponding to selected area in Fig.4B

2.5 穿鞋足迹的显现效果

在理石地砖客体表面捺印穿鞋足迹（图5A），使用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米粉末对穿鞋足迹进行刷显，并利用980 nm 近红外光照射进行荧光增强（图5B），同时考察穿鞋足迹显现的对比度（图5B）、灵敏度（图5C～5F）和选择性（图5G）。从足迹显现的对比度方面考察，如图5B 所示，穿鞋足迹中对应于鞋底花纹的部位产生了明亮的黄绿色荧光，而客体背景呈现为暗色，两者之间形成了明显的视觉反差；脚掌在行走时对鞋底的压力不同，使其各部位的灰尘转移程度有所不同，导致穿鞋足迹中各个区域的荧光强度有明显不同，其中，外侧区域的荧光强度较高，而内侧区域的荧光强度较低。从足迹显现的灵敏度方面考察，如图5C～5F 所示，位于穿鞋足迹趾区、跖区、弓区和跟区的鞋底花纹边缘形态反映均较锐利，甚至能够清晰观察到由于沙粒被鞋底吸附转移而形成的痕迹特征（实线圆圈内的不规则暗色小点）以及跟区外侧由于穿用而形成的磨损特征（虚线区域内的月牙形极亮部位）。从足迹显现的选择性方面考察，如图5G 所示，鞋底花纹中凸起部位与凹陷部位之间的灰度差异明显。与文献[2]报道的基于YVO4:Eu下转换发光纳米粉末的痕迹显现方法相比，本方法处理穿鞋足迹具有更高的显现质量。综合以上分析，本方法对穿鞋足迹的显现具有较高的对比度、灵敏度和选择性。

图5 使用NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料显现理石地砖表面穿鞋足迹的明场照片（A）及该足迹在980 nm 近红外光激发下的暗场照片（B～F），其中（C～F）为（B）中各足迹选区的局部放大照片；（G）图5B中足迹选区的灰度值曲线表征Fig.5 Images of footwear impression on marble tile developed by NaYF4:Yb,Er upconversion luminescent nanomaterials (A–F): (A) overall image captured in bright field, (B) overall image captured in dark field with 980 nm near infrared excitation,and(C–F)magnified images corresponding to selected areas in Fig.5B;(G)Gray value curve corresponding to selected area in Fig.5B

3 结论

以稀土硬脂酸盐为前驱体、乙醇-水-油酸混合溶剂为反应介质，采用溶剂热法制备了NaYF4:Yb,Er上转换发光纳米材料，将制备的材料用于潜在掌印、赤足足迹及穿鞋足迹的高质量显现，采用扩大照射光斑结合延长曝光时间的手段实现了掌印、足迹等较大面积痕迹的荧光拍照提取，并从定性和定量两个层面对痕迹显现的对比度、灵敏度和选择性进行了详细探讨。与传统痕迹显现方法相比，本研究提出的基于NaYF4:Yb,Er 上转换发光纳米材料的痕迹显现方法具有对比度强、灵敏度高和选择性好等优势。本研究中所采用的上转换发光纳米粉末显现方法与传统粉末显现方法都无法避免粉末扬尘现象，可采用磁性化上转换发光纳米复合粉末或者上转换发光纳米材料悬浮液对掌印及足迹进行显现，从而大幅度降低或者根本消除粉末扬尘对环境和人身的健康威胁，这也是后续研究工作将要努力的方向之一。研究还发现，无论赤足足迹还是穿鞋足迹都能反映出在捺印静态印痕时由于用力不均而引起的荧光明暗分布，即捺印力量大的区域荧光较强、捺印力量小的区域荧光较弱。可以合理推断，在行走过程中所产生的动态印痕经显现后也会类似反映出行走运动特征及行走动力定型特征，即步态特征。后续研究工作将深入开展基于上转换发光纳米材料的足迹动态痕迹特征显现与足迹分析应用。