In-situ polymerized MXene@PDA nanocomposite for high- resolution simultaneous development of latent and blood fingerprints

في أعقاب الجريمة الهادئ، غالبًا ما يكون الشاهد الأكثر صمتًا هو بصمة الإصبع. هذه العلامات، التي تُترك خلفها عندما يلمس الشخص سطحًا ما، ليست مجرد لطخات من الدهون والعرق؛ بل هي خريطة معقدة من الحواف، والمنحنيات، والمسام الدقيقة التي يمكنها تحديد فرد معين بيقين شبه تام. بالنسبة للمحققين الجنائيين، كان التحدي دائمًا يتمثل في العثور على هذه الآثار غير المرئية. فبعض بصمات الأصابع تكون حديثة وزيتية، بينما البعض الآخر قديم أو جاف أو مختلط بالدم، مما يجعل رؤيتها بالعين المجردة أمرًا مستحيلاً تقريبًا. ولإظهارها، اعتمد العلماء لفترة طويلة على المساحيق والمواد الكيميائية، لكن العديد من هذه الأدوات التقليدية لها حدود؛ فبعضها سام للأشخاص الذين يستخدمونها، وبعضها الآخر يلوث البيئة، وكثير منها يفشل في إظهار التفاصيل الدقيقة اللازمة لحل قضية ما، خاصة عندما تكون الأدلة قديمة أو مخفية على أسطح صعبة مثل البلاستيك أو الجلد. وكان الهدف دائمًا هو العثور على مادة آمنة، وفعالة على أي سطح تقريبًا، وقادرة على كشف أعمق طبقات التفاصيل، حتى في بصمات الأصابع التي بقيت لعدة أشهر.

لقد طور فريق من الباحثين نهجًا جديدًا لهذه المشكلة من خلال ابتكار مسحوق متخصص مصنوع من مادتين متميزتين تعملان معًا. بدأوا بمادة تسمى "المكسين" (MXene)، وهي نوع من المواد ثنائية الأبعاد المعروفة بهيكلها الطبقي، والتي قاموا بعد ذلك بطلاءها بـ "بوليدوبامين" (polydopamine)، وهو بوليمر مستوحى من البروتينات اللاصقة الطبيعية الموجودة في بلح البحر، مما يمنح المادة قدرة قوية على الالتصاق بأي شيء تقريبًا. قام الباحثون بخلط هذه المكونات معًا في عملية بسيطة، مما سمح للبوليدوبامين بالنمو مباشرة على صفائح المكسين، مما خلق مسحوقًا نانويًا مركبًا آمنًا وفعالاً للغاية. وعند نثر هذا المسحوق الجديد فوق سطح ما، فإنه لا يكتفي بالجلوس فوقه فحسب؛ بل يبحث بنشاط عن البقايا المجهرية التي تركتها الإصبع، ملتصقًا بها بقوة لا تستطيع المساحيق التقليدية مضاهاتها.

اختبر الباحثون هذا المسحوق الجديد على مجموعة متنوعة من الأسطح، من الزجاج والمعدن الأملس إلى الورق والجلد الخشن. ووجدوا أن المسحوق يمكنه إظهار صور واضحة وعالية التباين لبصمات الأصابع على جميع هذه الأسطح، بما في ذلك الأسطح الداكنة أو المنحنية أو المسامية. وما يجعل هذا الاكتشاف مهمًا بشكل خاص هو مستوى التفاصيل التي يمكنه كشفها؛ فقد استطاع المسحوق إظهار ليس فقط النمط العام للحواف، بل أيضًا نقاط التفرع الصغيرة وحتى المسام المجهرية التي تقع على الحواف نفسها. هذه التفاصيل الدقيقة حاسمة لتحديد الهوية الجنائية، ومع ذلك غالبًا ما تضيع مع الطرق القديمة. وقد أكد الفريق أن المسحوق يعمل بسبب شبكة معقدة من القوى غير المرئية، بما في ذلك التجاذبات الكهربائية والروابط الكيميائية، التي تتشكل بين المسحوق وبقايا الزيوت والبروتينات والأحماض الطبيعية الموجودة في بصمة الإصبع.

ربما كان الاختبار الأكثر إثارة للإعجاب لقدرة المادة هو قدرتها على كشف بصمات الأصابع التي تُرِكت لفترة طويلة جدًا. في تجربة محكومة، ترك الباحثون بصمات أصابع على شرائح زجاجية وانتظروا حتى تتقادم في ظروف الغرفة العادية. وبينما قد تفشل العديد من المساحيق القياسية في العث cử أثر بعد بضعة أسابيع، نجحت هذه المادة الجديدة في إظهار بصمات الأصابع التي عمرها ثلاثون يومًا، وحتى تلك التي عمرها تسعون يومًا. وحتى بعد ثلاثة أشهر، عندما جفت البقايا وتضاءلت بشكل كبير، تمكن المسحوق من الالتصاق بالآثار المتبقية، منتجًا صورة واضحة بما يكفي للتحليل. يشير هذا إلى أن المادة تمتلك حدًا أدنى من الكشف منخفضًا للغاية، مما يعني أنها تستطيع العثور على أدلة تكاد لا تُذكر.

كما بحثت الدراسة في نوع أكثر خطورة من الأدلة: بصمات الأصابع المتروكة في الدم. ففي الجرائم العنيفة، غالبًا ما يترك المشتبه بهم علامات مختلطة بالدم، والتي يمكن أن يصعب تطويرها دون تدمير الحمض النووي (DNA) أو النمط. وجد الباحثون أن مسحوقهم الجديد يعمل بشكل استثنائي على هذه البصمات الملطخة بالدم؛ ولأن طلاء البوليدوبامين مصمم للالتصاق بقوة بالبروتينات والأحماض الأمينية، فقد تشبث ببقايا الدم بدقة عالية. وقد سمح هذا للمحققين برؤية النمط الكامل للبصمة، بما في ذلك المركز والتفاصيل الدقيقة، دون الحاجة إلى مواد كيميائية قاسية قد تضر بالأدلة البيولوجية. وخلافًا لبعض الطرق القديمة التي تعتمد على المذيبات السامة، فإن هذا المسحوق الجديد مصنوع من مواد متوافقة حيويًا ويمكن أن تتحلل طبيعيًا، مما يقلل من خطر تعرض المحققين الذين يتعاملون مع الأدلة.

ولضمان أن النتائج ليست مجرد انطباع بصري، استخدم الفريق برامج حاسوبية لقياس التباين بين حواف بصمة الإصبع وسطح الخلفية. ووجدوا أن المسحوق الجديد أنتج صورة أكثر حدة من مسحوق المكسين العادي وحده، مما أثبت أن طلاء البوليدوبامين كان مفتاح نجاحه. ومع ذلك، اكتشفوا أيضًا أن هناك حدًا لكمية الطلاء المفيدة؛ فإذا تمت إضافة الكثير من مادة الطلاء، فستبدأ في الالتصاق بسطح الخلفية بقدر ما تلتصق ببصمة الإصبع، مما يؤدي إلى تشويش الصورة. وقد حدد الفريق توازنًا محددًا، حيث يشكل الطلاء ستين بالمائة من الخليط بالوزن، مما يوفر أوضح النتائج. يضمن هذا الضبط الدقيق أن يلتصق المسحوق فقط حيث يحتاج إلى ذلك، مما يعظم وضوح الدليل.

تمتد آثار هذا العمل إلى ما وراء المختبر. فبالنسبة للمحققين الجنائيين الذين يعملون في مسرح الجريمة، فإن امتلاك أداة آمنة للاستخدام، وتعمل على أي سطح تقريبًا، ويمكنها العثور على البصمات القديمة أو الملطخة بالدم، يعد ميزة كبيرة. لا تتطلب المادة معدات معقدة أو مواد كيميائية خطرة، مما يجعلها مناسبة للنشر السريع في الميدان. ومن خلال الجمع بين الخصائص الهيكلية للمكسين والطبيعة اللاصقة للبوليدوبامين، ابتكر الباحثون أداة متعددة الاستخدامات تجسر الفجوة بين تكنولوجيا النانو المتقدمة والعمل الشرطي العملي. وبينما ركزت الدراسة على تطوير المادة وأدائها في بيئات محكومة، فإن النتائج تشير إلى مسار واعد لتحسين كيفية استعادة وتحليل أحد أهم قطع الأدلة في المجتمع. إن القدرة على رؤية غير المرئي، حتى بعد مرور الوقت، تظل واحدة من أقوى الأدوات في سبيل تحقيق العدالة.