那些保護我們安全的新科技

阿碧

快速識別犯罪現(xiàn)場指紋

2015年8月，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織研究人員開發(fā)出一種新的犯罪現(xiàn)場指紋識別技術(shù)，可幫助警察快速便捷地取得犯罪者指紋。研究人員介紹說，在指紋上加入一滴含有“金屬有機框架”晶體的液體，再使用紫外線照射被液體覆蓋的指紋，指紋會發(fā)出強烈的“光芒”，持續(xù)時間長達(dá)30秒。強烈的發(fā)光效果會使指紋更易識別，指紋采集也更簡便。

金屬有機框架材料是近年來十分熱門的一種新型多孔材料，在催化、儲能和分離中都有很大的應(yīng)用價值。實驗發(fā)現(xiàn)，這種材料制成的微小晶體會迅速與指紋殘余物中的蛋白質(zhì)、脂肪酸和鹽等結(jié)合，形成一層薄膜，而這種薄膜就是一份精確的指紋“副本”。在玻璃窗、酒杯、金屬片和塑料電燈開關(guān)等表面進(jìn)行的測試發(fā)現(xiàn)，新方法可快速有效地識別并采集指紋。

在一些較復(fù)雜的案例中，傳統(tǒng)方法需要將帶有指紋的證物移至實驗室處理，而這種新方法則可在案發(fā)現(xiàn)場快速、便捷地完成指紋識別，并且這種技術(shù)可精確到分子水平，有利于更準(zhǔn)確地進(jìn)行分析。

像澳大利亞研究人員這種采集指紋的方法相對來說還比較傳統(tǒng)，那就是要使用撒鋁粉或滴溶液等方法讓指紋浮現(xiàn)出來。這些方法可能會破壞帶有指紋的物品上附著的有用的DNA物質(zhì)等，此外還難以區(qū)分重疊在一起的指紋。2015年2月，日本早稻田大學(xué)的研究人員與科學(xué)警察研究所合作，開發(fā)出一種無需接觸就能快速檢測出指紋的新裝置，并且即使兩個指紋疊加在一起也能識別。該研究利用高光譜成像技術(shù)，向所監(jiān)測的物品發(fā)射對DNA影響很小的波長為532納米的綠色激光，通過觀測反射光的顏色差異，就能夠分辨出指紋的形狀。

有時犯罪分子會利用假指紋侵入需要指紋識別的系統(tǒng)。美國機器視覺公司（BitFlow）2015年12月宣布，他們已開發(fā)出一款革命性指紋掃描工具，能分辨真人指紋和假指紋。假指紋欺騙傳統(tǒng)的指紋掃描儀并不困難。然而，這種新技術(shù)不再依靠對指紋圖像的掃描，而是會深入分析用戶手指內(nèi)部的特征。

這項技術(shù)由機器視覺公司和法國巴黎的朗之萬研究所共同開發(fā)，能迅速而準(zhǔn)確地捕捉用戶的“內(nèi)部指紋”。與手指表面指紋類似，“內(nèi)部指紋”有著同樣的指紋圖像特征，但位于手指皮膚的0.5毫米下方。此外，這一系統(tǒng)還可以掃描手指上的汗腺，進(jìn)一步增強識別能力。在使用中，掃描儀會分析目標(biāo)物體（例如手指）反射光與參考光源之間的不同相干模式，從而識別手指上的指紋和汗腺。

在下水道中探測炸藥

2015年3月，瑞典科學(xué)家開發(fā)出一種傳感器，可在下水道中偵查用于制作炸彈的化學(xué)品。這項新技術(shù)可以尋找那些潛伏在民居中制造炸藥的違法犯罪分子。這種傳感器上有很多10厘米長的電極浸泡在下水道污水中。如果水中含有制作炸彈的化學(xué)試劑或者相關(guān)反應(yīng)產(chǎn)物，其離子穿過電極上的薄膜后，會使電阻器電壓發(fā)生較顯著的變化。

研究人員設(shè)計了一個程序分析目標(biāo)離子的濃度，一旦數(shù)據(jù)達(dá)到警戒值，系統(tǒng)就會向指揮中心發(fā)出警報。然后，警察在地面使用一種便攜式高清晰紅外激光器掃描該區(qū)域的氣體，借此找出制作炸彈者。

下水道傳感器還能檢測毒品成分。德國聯(lián)邦教育與研究部計劃用該技術(shù)監(jiān)測吸毒者吸食毒品的模式。更重要的是，由于毒品加工廠排放的毒品成分濃度更高，利用該技術(shù)能夠幫助執(zhí)法人員尋找毒品加工廠。這種傳感器已經(jīng)在實驗室被成功測試，隨后將在真實環(huán)境中測試其性能。

為子彈套一個安全氣囊

由于子彈“安全氣囊”在2015年10月問世，警察等執(zhí)法人員可能很快就能避免造成致命槍傷。該裝置由位于美國加利福尼亞州圣迭戈市的替代彈藥公司設(shè)計，看上去像一枚金屬乒乓球，可裝在任何槍支的槍管上。這種裝置的使用原理是，子彈發(fā)射時球會斷開并與子彈結(jié)合在一起，從而有效降低子彈的速度，子彈的速度降低至預(yù)期速度的五分之一。

子彈的能量會轉(zhuǎn)移到合金球“氣囊”上，驅(qū)使其向目標(biāo)移動。帶有“氣囊”的子彈擊中目標(biāo)對象時，仍會造成劇痛，但對身體的傷害低于常規(guī)子彈，它仍擁有足夠大的鈍力把人擊倒并造成劇痛，可在不刺穿皮膚的情況下使目標(biāo)失去行動能力。人們希望，這種“子彈安全氣囊”能減少被警察射殺的平民數(shù)量。

當(dāng)然，這種“氣囊”裝置并不能讓常規(guī)子彈完全成為非致命武器。替代彈藥公司首席執(zhí)行官克里斯蒂安·埃利斯表示：“某些人會因受到?jīng)_擊和氣囊擊中胸部而死亡，但該裝置確實大大降低了死亡風(fēng)險。在適當(dāng)?shù)那闆r下使用我們的新裝置，警察有可能避免造成人員傷亡，這在以前是不可能的?！贝送?，由于這種“氣囊”是安裝在槍管上，這決定了它只是一次性用品，如果警察沒有安裝新的“氣囊”而再次開槍，射出的將是普通子彈。

迷你導(dǎo)彈提升單兵反恐能力

2015年9月，美國雷聲（Raytheon）公司推出了一款名為“矛頭”（pike）的新型單兵迷你導(dǎo)彈，其特點就是非常小而便于攜帶。這種導(dǎo)彈口徑為40毫米，可以用M320榴彈發(fā)射器發(fā)射，射程達(dá)2100米。

“矛頭”導(dǎo)彈重量小于1千克，全長僅42.6厘米，只有成年人小臂那么長。該導(dǎo)彈使用數(shù)字化、半主動激光制導(dǎo)引導(dǎo)頭，用來攻擊固定或慢速運動的中距離目標(biāo)?！懊^”導(dǎo)彈會在出膛2.5～3米后啟動火箭發(fā)動機，其發(fā)射和飛行過程中幾乎是沒有煙霧的，大大降低了對方的探測能力?！懊^”導(dǎo)彈的升級方向是使用船只、全地形車和無人機等平臺搭載的發(fā)射器。

在“矛頭”導(dǎo)彈研制成功之前，像M320這樣的榴彈發(fā)射器使用低膛壓榴彈，彈道高拋難以控制精度，最大射程僅為350米；而類似美軍XM25的高膛壓榴彈彈道低平易于瞄準(zhǔn)，射程也為1千米左右，“矛頭”導(dǎo)彈則使得在2千米距離上精確投射一枚手雷成為可能，如果不考慮其成本，將大大增強反恐部隊和特警的單兵反恐作戰(zhàn)能力。

表面增強拉曼光譜識別嫌疑人頭發(fā)

頭發(fā)是犯罪現(xiàn)場的重要物證，DNA測試能夠較為全面地提供犯罪嫌疑人或者受害者的信息，但通常需要完整的頭發(fā)且比較費時，通過顯微鏡觀察頭發(fā)形態(tài)比較便捷，但容易受分析者主觀影響。2015年1月，來自美國西北大學(xué)的研究人員指出，表面增強拉曼光譜（SERS）這一分析方法能夠準(zhǔn)確且快捷地鑒定分析出頭發(fā)表面的染色劑組成，從而為法醫(yī)鑒定提供便利。

拉曼光譜通過分析光與物質(zhì)的相互作用，無需損壞樣品就能鑒定出物質(zhì)的組成，而表面增強拉曼光譜通過在樣品表面吸附納米粒子的方法，進(jìn)一步增強了測試的靈敏度。表面增強拉曼散射是一種異常的表面光學(xué)現(xiàn)象，它可將表面分子的拉曼信號放大約百萬倍，甚至對于某些納米粒子體系可放大至百萬億倍，因此有望成為法醫(yī)檢測痕量物質(zhì)的重要工具。研究人員通過表面增強拉曼光譜可以有效地鑒定出頭發(fā)是否被染色，對于染色的頭發(fā)還可以進(jìn)一步分辨出不同品牌的染發(fā)劑。這項研究結(jié)果有望為法醫(yī)分析提供新的利器。

除了用于檢測頭發(fā)染發(fā)劑外，表面增強拉曼光譜在安全領(lǐng)域的用途還不少，它可以實現(xiàn)痕量爆炸物（如TNT、TDX和PETN）的現(xiàn)場檢測、生物戰(zhàn)菌種（如炭疽孢子和肉毒桿菌）、劇毒品（如水中的氰化物）和毒品（如冰毒、搖頭丸等）的檢測。

欄目主持人：劉雨濛 lymjcfy@163.com