ỨNG DỤNG CỦA KÍNH HIỂN VI ĐIỆN TỬ QUÉT TRONG KHOA HỌC HÌNH SỰ

Một số ứng dụng thường dùng của SEM trong khoa học hình sự:

     Phân tích dư lượng súng
     Nhận dạng súng (so sánh dấu đạn)
     Điều tra đá quý và đồ trang sức
     Kiểm tra các hạt sơn, thành phần thủy tinh
     Điều tra cháy điện, bóng đèn dây tóc
     Kiểm tra chữ viết và chữ in
     Kiểm tra tiền giả
     So sánh tóc và chất xơ

                                                                                                                                                                                 ZEISS Evo 15

1.    Phân tích dư lượng súng đạn (GSR)
Để phân tích dư lượng súng đạn, mẫu vật được thu thập và đưa lên giá mẫu SEM. Hệ thống tự động  tìm kiếm các hạt có kích thước lớn hơn 0.5 µm dựa trên độ tương phản cao với nền xung quang, sử dụng một đầu dò  điện tử tán xạ ngược. Khi một hạt được phát hiện, chùm electron được đưa trở lại hạt để phân tích tia X để kiểm tra các thành phần nguyên tố. Vị trí của mỗi hạt sẽ được lưu trữ để xác minh sau.
Nói chung, quy trình tự động hóa này được thực hiện bằng đầu dò EDS kết hợp với SEM. 
Để tự động hóa thành công, hệ thống EDS phải có khả năng điều khiển từ xa SEM, đặc biệt là chùm tia điện tử và bàn mẫu với sự ổn định, tốc độ, độ chính xác lâu dài, mà tất cả các dòng Zeiss SEM cung cấp.

          

Hạt GSR trong SUPRATM 55 chứa Pb, Ba và Sb.      Quang phổ từ các hạt được phát hiện cho thấy sự hiện diện của Pb, Ba và Sb
Chế độ chụp HV, 20 kV, 5.000x. 
Trái: ảnh SE. Phải: ảnh BSE (4Q-BSD),
vùng sáng là vùng giàu Pb và vùng tối
là vùng giàu Ba.
Hình ảnh từ LKA Bayern, Karl Lüftl.

2.    So sánh đạn
Đạn được bắn ra từ cùng một vũ khí mang những dấu hiệu riêng biệt có liên quan đến hình dạng nòng súng. Bằng cách kết hợp các đặc tính đánh dấu trên đạn, để kết luận liệu chúng có bị bắn bởi cùng một khẩu súng hay không.  Kiểm tra đạn đôi khi cũng có thể kết hợp sử dụng các kỹ thuật hiển vi quang học. Tuy nhiên, kính hiển vi quang học thiếu khả năng tiết lộ chi tiết nhìn thấy ở độ phóng đại cao và độ sâu của tiêu cự để hiển thị rõ ràng.

 

Có 3 đặc điểm của cá dòng SEM từ ZEISS mang lại lợi ích trong so sánh dấu đạn bao gồm:

   Sử dụng đầu dò điện tử tán xạ ngược, tăng độ tương phản trong khi các thông tin không hữu dụng như ô nhiễm bụi bị triệt tiêu.

   Carl Zeiss cung cấp một bàn mẫu chuyên dùng so sánh đạn. Mỗi viên đạn có thể được xoay độc lập với nhau để có thể thực hiện một so sánh chính xác.
    Hình ảnh, và thậm chí các phần của hình ảnh, có thể được cắt, dán lên nhau và căn chỉnh để hỗ trợ quá trình khớp ảnh của 2 mẫu đạn.

                                          

                                                                           Bàn giữ mẫu so sánh

3.    Điều tra dư lượng vụ nổ

Mỗi vụ nổ có thể để lại dư lượng thuốc nổ đặc biệt, chứa manh mối về vụ tấn công. Lấy mẫu và phân tích dư lượng sau vụ nổ (PER) từ các chế phẩm thuốc nổ đều rất giống với điều tra dư lượng súng đạn GSR.
Ví dụ, SEM được sử dụng để phát hiện PER trên quần áo của một nghi phạm để chứng minh rằng nghi phạm đã ở gần hiện trường vụ án, đó là cơ sở lưu trữ nơi đám cháy bắt đầu.
4.    Cháy điện
Khi dây dẫn điện bị hỏng/lỗi, chúng sẽ tạo ra điểm nóng chảy tiếp xúc điện. SEM và EDS được sử dụng để phân tích định lượng dấu hiệu nóng chảy tiếp xúc điện trong đám cháy ngắn mạch để giúp hiểu về quá trình oxy hóa các dấu hiệu nóng chảy kim loại, giúp cải thiện độ chính xác và tính khoa học của việc xác định nguyên nhân.


  

Sự xuất hiện của các điểm nóng chảy                    Sự xuất hiện của các điểm nóng chảy ngắn thứ hai, cực dương, 1000x
sơ cấp ngắn, cực âm, 1000x

5.    Phân tích lớp sơn phủ
Vì hầu hết các bề mặt vật liệu được sơn phủ, phân tích lớp sơn phủ có thể cung cấp một nguồn đáng kể bằng chứng dấu vết và có thể tiết lộ thông tin quan trọng trong điều tra pháp y. Ngoài màu sắc, số lượng và trình tự của các lớp sơn là các yếu tố chính có thể phân biệt loại sơn phủ và vật được sơn. Điều này giúp các nhà điều tra pháp y dự kiến được nguồn gốc của mẫu.

  

                   Hình ảnh: 11 lớp sơn                                   Ảnh chụp bằng đầu dò EDS chứng minh các lớp sơn bao gồm các nguyên tố C, O,                                                                                                                      K, S, P, Cl, Na, Si, Ti, Al, Mg, and Zn.

Ngoài ra, SEM trang bị đầu dò EDS được sử dụng để xác định thành phần nguyên tố của sơn trong các lớp khác nhau. Hình ảnh chụp trong áp suất thay đổi (VP) cũng được sử dụng để phân tích các lớp sơn cách điện. 

6.    Kiểm tra các vật liệu không dẫn điện
Một trong những nhược điểm hay gặp của kính hiển vi điện tử quét thông thường là mẫu vật phải dẫn điện. Vật liệu không dẫn điện cần được phủ một vật liệu dẫn điện, chẳng hạn như vàng hoặc Carbon.
Lớp phủ đặc biệt không mong muốn trong khám nghiệm pháp y, vì điều quan trọng là bằng chứng phải được giữ nguyên vẹn. 
Tuy nhiên Zeiss có giải pháp để giải quyết vẫn đề này. Ngay cả các mẫu hoàn toàn không dẫn điện như giấy, sơn, vải, tóc hoặc thực vật có thể được kiểm tra ở mức kV thấp và phân tích bằng EDS mà không cần chuẩn bị mẫu, do đó bảo quản mẫu ở trạng thái tự nhiên. Điều tương tự cũng đúng đối với các mẫu vật ẩm hoặc thậm chí xốp như bê tông hoặc xương.

               

       Hình ảnh chụp ở áp suất thay đổi,                                                                 Một mặt của lá cần sa
       mẫu thủy tinh không phủ 

                

                                   Hình ảnh chụp mẫu tóc trên kính hiển vi điện tử Evo 18 – Zeiss       

Bạn có thể tìm hiểu thêm các sản phẩm của Zeiss trong lĩnh vực khoa học hình sự tại đây:

https://www.zeiss.com/microscopy/us/solutions/routine/forensic-science-microscope.html          

Lan Phuong