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

Nel silenzio che segue un crimine, il testimone più silenzioso è spesso un'impronta digitale. Questi segni, lasciati quando una persona tocca una superficie, non sono solo macchie di grasso e sudore; sono una complessa mappa di creste, anelli e minuscoli pori che possono identificare un individuo specifico con una certezza quasi perfetta. Per gli investigatori forensi, la sfida è sempre stata trovare queste tracce invisibili. Alcune impronte digitali sono fresche e oleose, mentre altre sono vecchie, secche o mescolate con sangue, rendendole quasi impossibili da vedere a occhio nudo. Per rivelarle, gli scienziati si sono a lungo affidati a polveri e prodotti chimici, ma molti di questi strumenti tradizionali presentano dei limiti. Alcuni sono tossici per le persone che li utilizzano, altri inquinano l'ambiente e molti non riescono a mostrare i dettagli fini necessari per risolvere un caso, specialmente quando l'evidenza è vecchia o nascosta su superfici difficili come plastica o pelle. L'obiettivo è sempre stato quello di trovare un materiale che sia sicuro, efficace su quasi ogni superficie e capace di rivelare gli strati più profondi di dettaglio, anche per le impronte digitali rimaste lì per mesi.

Un team di ricercatori ha sviluppato un nuovo approccio a questo problema creando una polvere specializzata composta da due materiali distinti che lavorano insieme. Sono partiti da una sostanza chiamata MXene, un tipo di materiale bidimensionale noto per la sua struttura stratificata, che hanno poi rivestito con un polimero chiamato polidopamina. Questo rivestimento si ispira alle proteine adesive naturali trovate nei mitili, conferendo al materiale una potente capacità di attaccarsi a quasi tutto. I ricercatori hanno mescolato questi componenti in un processo semplice, permettendo alla polidopamina di crescere direttamente sulle lamine di MXene, creando una polvere nanocomposita che è sia sicura che altamente efficace. Quando questa nuova polvere viene spolverata su una superficie, non si limita a stare sopra di essa; cerca attivamente i residui microscopici lasciati da un dito, aggrappandosi a essi con una forza che le polveri tradizionali non possono eguagliare.

I ricercatori hanno testato questa nuova polvere su una grande varietà di superfici, dal vetro liscio e metallo alla carta ruvida e alla pelle. Hanno scoperto che la polvere può rivelare immagini chiare e ad alto contrasto delle impronte digitali su tutte di esse, incluse le superfici scure, curve o porose. Ciò che rende questa scoperta particolarmente significativa è il livello di dettaglio che può svelare. La polvere è stata in grado di mostrare non solo il modello generale delle creste, ma anche i minuscoli punti di ramificazione e persino i pori microscopici che si trovano sulle creste stesse. Questi dettagli fini sono cruciali per l'identificazione forense, eppure vengono spesso persi con i metodi più vecchi. Il team ha confermato che la polvere funziona grazie a una complessa rete di forze invisibili, tra cui attrazioni elettriche e legami chimici, che si formano tra la polvere e i residui naturali di oli, proteine e acidi presenti nell'impronta digitale.

Forse il test più impressionante della capacità del materiale è stato la sua capacità di rivelare impronte digitali lasciate per molto tempo. In un esperimento controllato, i ricercatori hanno lasciato impronte digitali su vetrini e hanno aspettato che invecchiassero in condizioni normali di temperatura ambiente. Mentre molte polveri standard avrebbero fallito nel trovare una traccia dopo alcune settimane, questo nuovo materiale ha visualizzato con successo impronte digitali vecchie di trenta giorni, e persino di novanta giorni. Anche dopo tre mesi, quando il residuo si era asciugato e diminuito significativamente, la polvere è comunque riuscita ad attaccarsi ai resti rimanenti, producendo un'immagine abbastanza chiara da poter essere analizzata. Ciò suggerisce che il materiale abbia un limite di rilevamento estremamente basso, il che significa che può trovare prove che sono appena presenti.

Lo studio ha anche esaminato un tipo di evidenza più pericoloso: le impronte digitali lasciate nel sangue. Nei crimini violenti, i sospettati spesso lasciano segni mescolati con il sangue, che possono essere difficili da sviluppare senza distruggere il DNA o il pattern. I ricercatori hanno scoperto che la loro nuova polvere funziona eccezionalmente bene su queste impronte macchiate di sangue. Poiché il rivestimento di polidopamina è progettato per aderire saldamente a proteine e amminoacidi, si è aggrappato al residuo di sangue con grande precisione. Ciò ha permesso agli investigatori di vedere l'intero schema dell'impronta, compreso il nucleo e i piccoli dettagli, senza la necessità di prodotti chimici aggressivi che potrebbero danneggiare l'evidenza biologica. A differenza di alcuni metodi più vecchi che si affidano a solventi tossici, questa nuova polvere è fatta di materiali che sono biocompatibili e possono degradarsi naturalmente, riducendo il rischio per gli investigatori che maneggiano l'evidenza.

Per garantire che i risultati non fossero solo una questione di impressione visiva, il team ha utilizzato un software per computer per misurare il contrasto tra le creste dell'impronta digitale e la superficie di fondo. Hanno scoperto che la nuova polvere produce un'immagine molto più nitida rispetto alla sola polvere di MXene pura, dimostrando che il rivestimento di polidopamina è la chiave del suo successo. Tuttavia, hanno anche scoperto che esiste un limite a quanto il rivestimento possa essere utile. Se viene aggiunta troppa quantità di materiale di rivestimento, esso inizia ad attaccarsi anche alla superficie di fondo, sfocando l'immagine. Il team ha determinato che un equilibrio specifico, in cui il rivestimento costituisce il sessanta per cento della miscela in peso, forniva i risultati più chiari. Questa calibrazione precisa assicura che la polvere si attacchi solo dove necessario, massimizzando la chiarezza dell'evidenza.

Le implicazioni di questo lavoro vanno oltre il laboratorio. Per gli investigatori forensi che lavorano su una scena del crimine, avere uno strumento che è sicuro da usare, funziona su quasi ogni superficie e può trovare impronte vecchie o sanguinanti è un vantaggio significativo. Il materiale non richiede attrezzature complesse o sostanze chimiche pericolose, rendendolo adatto a un rapido impiego sul campo. Combinando le proprietà strutturali della MXene con la natura appiccicosa della polidopamina, i ricercatori hanno creato uno strumento versatile che colma il divario tra la nanotecnologia avanzata e il lavoro pratico di polizia. Sebbene lo studio si sia concentrato sullo sviluppo del materiale e sulle sue prestazioni in contesti controllati, i risultati suggeriscono una strada promettente per migliorare il modo in cui la società recupera e analizza uno dei suoi pezzi di evidenza più vitali. La capacità di vedere l'invisibile, anche dopo che è passato il tempo, rimane uno degli strumenti più potenti nella ricerca della giustizia.