那些保護我們安全的新科技

阿碧

快速識別犯罪現場指紋

2015年8月，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織研究人員開發出一種新的犯罪現場指紋識別技術，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，指紋會發出強烈的“光芒”，持續時間長達30秒。強烈的發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用價值。實驗發現，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、脂肪酸和鹽等結合，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等表面進行的測試發現，新方法可快速有效地識別并采集指紋。

在一些較復雜的案例中，傳統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現場快速、便捷地完成指紋識別，并且這種技術可精確到分子水平，有利于更準確地進行分析。

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，那就是要使用撒鋁粉或滴溶液等方法讓指紋浮現出來。這些方法可能會破壞帶有指紋的物品上附著的有用的DNA物質等，此外還難以區分重疊在一起的指紋。2015年2月，日本早稻田大學的研究人員與科學警察研究所合作，開發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，向所監測的物品發射對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。美國機器視覺公司（BitFlow）2015年12月宣布，他們已開發出一款革命性指紋掃描工具，能分辨真人指紋和假指紋。假指紋欺騙傳統的指紋掃描儀并不困難。然而，這種新技術不再依靠對指紋圖像的掃描，而是會深入分析用戶手指內部的特征。

這項技術由機器視覺公司和法國巴黎的朗之萬研究所共同開發，能迅速而準確地捕捉用戶的“內部指紋”。與手指表面指紋類似，“內部指紋”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，這一系統還可以掃描手指上的汗腺，進一步增強識別能力。在使用中，掃描儀會分析目標物體（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，瑞典科學家開發出一種傳感器，可在下水道中偵查用于制作炸彈的化學品。這項新技術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試劑或者相關反應產物，其離子穿過電極上的薄膜后，會使電阻器電壓發生較顯著的變化。

研究人員設計了一個程序分析目標離子的濃度，一旦數據達到警戒值，系統就會向指揮中心發出警報。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。德國聯邦教育與研究部計劃用該技術監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，利用該技術能夠幫助執法人員尋找毒品加工廠。這種傳感器已經在實驗室被成功測試，隨后將在真實環境中測試其性能。

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，子彈發射時球會斷開并與子彈結合在一起，從而有效降低子彈的速度，子彈的速度降低至預期速度的五分之一。

子彈的能量會轉移到合金球“氣囊”上，驅使其向目標移動。帶有“氣囊”的子彈擊中目標對象時，仍會造成劇痛，但對身體的傷害低于常規子彈，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量。

當然，這種“氣囊”裝置并不能讓常規子彈完全成為非致命武器。替代彈藥公司首席執行官克里斯蒂安·埃利斯表示：“某些人會因受到沖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險。在適當的情況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。”此外，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）的新型單兵迷你導彈，其特點就是非常小而便于攜帶。這種導彈口徑為40毫米，可以用M320榴彈發射器發射，射程達2100米。

“矛頭”導彈重量小于1千克，全長僅42.6厘米，只有成年人小臂那么長。該導彈使用數字化、半主動激光制導引導頭，用來攻擊固定或慢速運動的中距離目標。“矛頭”導彈會在出膛2.5～3米后啟動火箭發動機，其發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。“矛頭”導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射器。

在“矛頭”導彈研制成功之前，像M320這樣的榴彈發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，射程也為1千米左右，“矛頭”導彈則使得在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能力。

表面增強拉曼光譜識別嫌疑人頭發

頭發是犯罪現場的重要物證，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且比較費時，通過顯微鏡觀察頭發形態比較便捷，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確且快捷地鑒定分析出頭發表面的染色劑組成，從而為法醫鑒定提供便利。

拉曼光譜通過分析光與物質的相互作用，無需損壞樣品就能鑒定出物質的組成，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現象，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，因此有望成為法醫檢測痕量物質的重要工具。研究人員通過表面增強拉曼光譜可以有效地鑒定出頭發是否被染色，對于染色的頭發還可以進一步分辨出不同品牌的染發劑。這項研究結果有望為法醫分析提供新的利器。

除了用于檢測頭發染發劑外，表面增強拉曼光譜在安全領域的用途還不少，它可以實現痕量爆炸物（如TNT、TDX和PETN）的現場檢測、生物戰菌種（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