仪器：X-射线衍射仪（德国布鲁克公司）、傅里叶红外光谱仪（美国尼高力公司）、佳能5D mark Ⅱ 单反相机。

试剂：AgNO₃、硫磺（S单质）、Ag纤维丝、六甲基二硅氮烷（HMDS）（国药集团化学试剂有限公司）、金属铜片（铜及铜合金）。

选取铜片（6 cm× 2.5 cm）为实验材料, 模拟现场环境, 志愿者双手不作任何处理, 直接捺印至铜片表面形成手印, 遗留相应时间待用。

1.3.1 含硫聚合物(SN)_x的制备

如图2所示, 含硫聚合物的制备可分为两步, 具体如下：

1）二聚体（S₄N₄）的合成。在反应瓶中依次加入AgNO₃和S单质, 并加入HMDS搅拌反应, 加热至黑色沉淀析出, 分离出固体, 重结晶后冷藏备用。

2）含硫聚合物(SN)_x的合成。加入制备的二聚体（S₄N₄）, 在银纤维催化下, 保持真空加热至升华, 二聚体（S₄N₄）分解成单体（S₂N₂）, 在反应瓶内壁出现结晶, 整个反应体系逐渐恢复至室温, 单体（S₂N₂）开始升华, 直至聚合完全得到初产品。

图2

Fig.2

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	图2 含硫聚合物的制备路线Fig.2 Preparation route of sulfur-containing polymer

1.3.2 含硫聚合物(SN)_x的表征

对合成的含硫聚合物(SN)_x初产品进行XRD、红外表征。

1.3.3 含硫聚合物显现金属铜片表面手印初步探究

将制备好的含硫聚合物和样本手印, 置于密闭反应瓶中, 调节反应温度和反应时间, 使含硫聚合物升华并与铜片表面手印充分反应, 观察手印显现的实验现象并记录显现结果, 具体显现操作如下：

1）铜片表面潜在手印遗留24 h后, 低温0~5℃, 显现40 d。

2）铜片表面潜在手印遗留3 d后, 加热至65~70℃, 显现4 h。

3）铜片表面潜在手印遗留7 d后, 加热至65~70℃, 显现1 h。

4）铜片表面潜在手印遗留12 h后, 经过自来水清洗, 晾干再加热至65~70℃, 显现1 h。

5）铜片表面潜在手印遗留12 h后, 置于洗涤液溶液中用软棉布轻擦, 用自来水洗清洗晾干再加热至65~70℃, 显现1 h。

2.1.1 含硫聚合物X射线衍射（XRD）表征及分析

X射线衍射图谱如图3所示, X射线衍射检测2θ 特征峰值主体要体现为23~24° 、27~28° 、35° 、58° , 这与文献报道聚合物(SN)_x的2θ 特征基本吻合^[6], 说明目标产物的存在。

图3

Fig.3

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	图3 含硫聚合物的XRD图谱Fig.3 XRD spectra of sulfur-containing polymer

2.1.2 含硫聚合物红外表征及分析

含硫聚合物的红外谱图如图4所示, 其中在1 406、1 007、695 cm^-1处出现吸收峰, 符合氮硫单键、双键的特征峰, 说明(SN)_x聚合物的存在^[7]。

图4

Fig.4

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	图4 含硫聚合物的IR图谱Fig.4 IR spectra of sulfur-containing polymer

2.2.1 含硫聚合物显现铜片表面潜在手印效果

图5中a为铜片表面潜在手印遗留24 h后, 低温0~5℃, 显现40 d后的显现效果图, 该手印纹线较清晰, 显出的纹线与背景反差较明显; b为铜片表面潜在手印遗留3 d后, 适当加热至65~70℃, 显现4 h后的效果图, 该手印纹线清晰, 显出的纹线与背景反差明显; c为铜片表面潜在手印遗留7 d后, 适当加热至65~70℃, 显现1 h效果图, 该手印纹线清晰, 显出的纹线与背景反差明显。

图5

Fig.5

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	图5 含硫聚合物显现铜片表面手印的效果 （a：遗留24h, 低温显现40d手印; b：遗留3d, 加热显现4h手印; c：遗留7d, 加热显现1h手印）Fig.5 Effect of sulfur-containing polymer on developing fingerprint on copper sheet (a: 24-hour-old fingerprint developed at low temperature for 40 days; b: 3-day-old fingerprint developed under heating for 4 hours; c: 7-day-old fingerprint developed under heating for 1 hour)

实验结果表明, 含硫聚合物可实现铜片表面潜在手印显现, 当反应温度较低时, 熏显反应所需时间较长, 显出的手印纹线较清晰, 有一定显现效果; 适当提高反应温度, 可减少手印显现时间, 显现效果明显增强, 手印纹线清晰, 纹线与背景反差很明显; 遗留时间较长的手印也可显现。

2.2.2 含硫聚合物显现经洗涤后的铜片表面潜在手印效果

图6中a为铜片表面潜在手印遗留12 h后, 经自来水缓慢冲洗处理, 适当加热至65~70℃, 显现1 h后的效果图, 该手印纹线较清晰, 显出的纹线与背景反差较明显; b为铜片表面潜在手印遗留12 h后, 经洗涤液溶液冲洗并用软棉布轻擦, 适当加热至65~70℃, 显现1 h后效果图, 金属表面有明显的擦划痕迹, 同时该手印纹线较清晰, 显出的纹线与背景反差较明显。

图6

Fig.6

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	图6 含硫聚合物显现经洗涤后金属铜片表面手印的效果 （a：遗留12h, 水洗后加热显现1h手印; b：遗留12h, 洗涤液溶液洗后加热显现1h手印）Fig.6 Effect of sulfur-containing polymer on developing fingerprint on the copper sheet undergone with washing (a: 12-hour-old fingerprint developed under heating for 1 hour after water washing; b: 12-hour-old fingerprint developed under heating for 1 hour after detergent washing plus sponge rubbing)

实验结果表明, 含硫聚合物可实现手印物质被洗涤、擦拭后的铜片表面潜在手印显现, 且手印纹线清晰流畅, 纹线与背景反差较明显。