材料研究方法在刑事侦查中的运用

材料研究方法在微量物证中的运用

冯恩科（091623）

（同济大学材料科学与工程学院 201804）

摘要：通过一些典型的案例的说明和分析，介绍了材料研究方法（扫描电镜、XRD、红外光谱、热分析、核磁共振、质谱分析）在盗窃、枪击、爆炸以及交通肇事等刑事案

件中的应用。

关键词：扫描电子显微镜XRD 红外光谱热分析核磁共振质谱仪刑事侦查微量物证

随着科学技术的发展和受大众传播媒介的影响，当前犯罪活动日益向智能化方向发展。即犯罪分子日益狡猾，他们为了逃避罪责，采取各种手段破坏现场痕迹，使传统的手印、足迹等痕迹物证提取率逐渐下降，给刑事案件侦破工作带来困难。但是，不管犯罪分子多么狡猾，绝不可能将其犯罪的遗迹全部消除，必然会留下微量或痕量的物证。发现提取分析鉴定这些物证，可为案情分析提供可靠的依据，为侦破案件提供重要线索，为审判提供确凿的证据。微量的物证分析的样品量少、来源有限、种类多、范围广、未知程度大。物性分析不仅要求种属认定，还要要求确定产地、厂家牌号和批号，做出同一认定。物证鉴定结论事关重大，要求分析数据准确可靠，不能有任何差错，在侦破案件和实际斗争中，还要求尽快完成分析鉴定。

针对以上特点，解决微量物证分析鉴定中的技术难题，除了采用一般化学分析和仪器分析方法外，近年来主要应用和发展的分析技术是《材料研究方法》这门课程中所提到的一些研究方法和技术，在这里我总结了刑事侦查中微量物证分析常用的几种分析技术，并配以相应案例，让同学们对材料研究方法这门课程的实际应用有一个感性的认识，增添学习的兴趣。

1、扫描电子显微镜

扫描电子显微镜由于放大倍率、分辨率、灵敏度高，同时具有快速、简便、检材用量少且不破坏检材等特点，是刑事案件技术检验的重要工具。如以下两个案例：（1）在刑事案件和交通案件中，经常遇到被撞碎的灯泡残片，确定涉案中灯泡是在开灯或者闭灯状态时被撞碎，对案件的侦查和道路交通事故责任的认定具有重要的意义。利用扫面电子显微镜对残存灯丝状态进行观察和检验，确定热断或者冷断，说明灯泡的开闭。2010年10月7日18时20分许[1]，高某驾驶车号为冀RF0280的大客车由北向南行驶至大兴区京开高速路33公里处时，与前方同向行驶的小货车（冀RB3610）尾部相撞，造成两车损坏，大客车上乘车人受伤。需要检验小货车（冀RB3610）后尾灯灯泡内灯丝断面状态。送检灯泡见图1。所送灯泡玻璃完好（见图1），内有两根接线柱，灯丝均从接线柱断开（见图2），灯丝残留在玻璃罩内，残留灯丝两端及接线柱上残留灯丝的表面均整齐，且断裂断缘面痕迹的边缘棱角清晰，均未发现热熔性球状体及受热拉伸变形，符合冷断拉伸变形，符合冷断的形态特征（见图3、4）。结论就是：所送肇事小货车（冀 RB3610）后车尾灯灯泡内灯丝断口呈冷断形态特征。

（2）确定水中尸体是溺死或非溺死是刑事侦察的一个特别重要的环节，通常用检验尸体内脏器官有无硅藻( 水中的浮游生物) 来判断，因其误差大、准确性差，常常给工作带来困难，准确解决水中尸体是否生前入水是一个世界级的难题。但是环境扫描电子显微镜成功解决这一难题，并且准确度达到100%。

参照硅藻检验方法解剖尸体，取尸体的肺脏，肾脏，心脏，肝脏。取肺时先用缝线结扎气管，防止异物进入肺组织；肾脏连包膜一起取下，用干净容器装标本，将标本用10% 中性福尔马林（分析纯）固定，在边缘取下一小块（大小约3cm ×2cm ），放入分析纯无水酒精中，一天后取组织块用刀子剖开直接放在AMRAY 3200C 环境扫描电子显微镜样品台上，在低倍下用背散射像对样本进行整体观察，逐渐提高放大倍数寻找组织切面上的异物（亮点），如有亮点将其放大，用能谱仪检测亮点成分，如有别于碳（C ）、氧（ O ）、磷（P ）、硫（S ）、钙（Ca ）等元素，就应是外来异物。如果异物较多，此尸体就是生前入水，反之就是死后入水。如图5所示[2]。

图2 灯丝断开

图4 灯丝端口2 图1 送检灯泡 图3灯丝端口1

图5 生前入水尸体肺的背散射像, 亮点为外来异物

图6死后入水尸体肺的背散射像

2、X射线衍射分析

X 射线衍射分析的最大优势在于可以直接提供样品分子的结构信息，准确确定样品的具体组成。同时，XRD 分析还具有无损物证检材、制样简单、快速等优点，在刑事技术

领域有着广阔的应用前景。

近年来中草药价格持续攀升，尤其是部分名贵药材，所以有不法商贩就以假充真，用一些色泽、味道差不多的东西来冒充名贵中药。因此公安机关要对此进行大力打击，但第一步就是要鉴别出真伪，中药与西药不同，不是单一的化学物质，而是天然的动物、植物或矿物。对中药的识别从来是靠形象描述。由于形态的复杂性，在许多情况下容易搞错，一名多物及一物多名现象并不少见。而X射线粉末衍射谱具有指纹性，混合物的X射线粉末衍射谱是单一物相衍射谱的叠合，仍具有指纹性，因而可作为一种表征中药材的现代测试手段。图7(a)(b)分别是人参与冬虫夏草真伪品衍射谱的比较[3]。

图7 真伪人参与真伪冬虫夏草的X射线衍射图

XRD 的应用非常广泛，理论上讲，只要样品具有晶体结构，就可以进行衍射分析。波兰法庭科学工作者者Jolanta[4]曾用XRD，结合显微红外、SEM/ EDX 法对受热后发生变化的纤维进行检验。Cortis[5]用XRD 对大量的可卡因样品进行了定性分析，利用衍射谱图指

纹区的不同，可以推断出可卡因样品的来源。此外，油漆中的有机或无机颜料均可用X 射

线衍射进行分析[6]。Massonnet[7]对瑞士1992 年到1993年间交通事故中提取的51 种多层油漆进行XRF 和XRD 分析，结果表明用这两种方法，只有两种油漆不能区分，区分率达到97% 。

3、红外光谱

高分子材料往往是以一种或多种高聚物聚合改性而成，为了加工成型时获得更优越的机械性能，常加入各种添加剂、助剂、无机填料等，因此使得材料的品种繁多、性能各异，用途极为广泛，因而也频繁出现在许多作案现场。红外光谱凭借它独特的优势，有效地解决

了此类物证的检验，而且在法庭科学领域也承担着重要的检验鉴定任务并发挥了极大的作用。

2001年4月18日[8]，昌平县某路口，一辆白色面包车与一骑车人发生交通事故。在车前