李振教授、谢育俊副研究员团队成功研发两亲性指纹显影剂

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指纹三级特征是从指纹纹路进一步提取的微观细节特征，包括指纹脊的所有尺寸属性，如宽度、形状、指纹脊上的汗腺分布以及间距等，因其永久性、独特性和复杂性可作为身份识别而受到广泛关注。有些案件现场往往只留下很少的指纹线，无法根据一级与二级特征进行识别，但能通过汗孔的分布规律和个体差异性等三级特征进行身份认定，辅助案件侦办。然而，三级指纹特征的可靠检测需要高质量的指纹图像，这就需要发展高性能指纹可视化技术。近日，李振教授、谢育俊副研究员团队成功研发两亲性指纹显影剂，能够以水作为溶剂实现三级指纹细节的高清荧光显影。相关成果得到国家自然科学基金和天津市财政支持，现已发表于权威期刊《先进材料》。

          作者首先研究了显影剂的光物理性质，发现这种两亲性的显影剂在研磨过程中具有自恢复的力致变色现象。在空气中研磨时，其发光颜色首先从深蓝色变为青色，进一步研磨会变为褐色，褐色发光能快速自动恢复到青色发光，并且颜色变化能够多次循环进行。研究结果表明，季铵化的吡啶盐使显影剂具有较好的亲水性，能与水分子形成强烈的氢键，在研磨过程中吸收空气中的水蒸汽而发生快速的晶相转变。吸收了水分子的晶相在进一步研磨过程中被破坏，但在水蒸汽的作用下自发恢复有序的晶相，从而产生自恢复的力致变色现象。
         此外，该显影剂具有典型的聚集诱导发光性质，在水溶液中会自发聚集到指纹皮脂分泌物表面，由于分子运动受限而发出明亮的绿色荧光，达到指纹显影效果。该指纹显影剂具有诸多优势，首先，其能以水作为溶剂，显影过程无需使用有机助溶剂，避免了对指纹精细结构的破坏，在各种基质，如锡箔纸、塑料、玻璃、铁、陶瓷、石英，以及粗糙的皮革表面均有良好的显影效果；其次，指纹显影剂的工作浓度低，在20μM浓度下即可实现指纹的高分辨率显影，而且显影时间短，5秒即可显示清晰的指纹图像；最后，获得指纹显影图像的分辨率极高，对三级指纹细节具有非常清晰的可视化效果。可以说，该指纹显影剂是目前三级指纹特征显影的最好结果之一，对身份识别与案件场景指纹证据收集具有重要意义。
        相关研究结果以“Multi-Stimuli-Responsive Amphiphilic Pyridinium Salt and Its Application in the Visualization of Level 3 Details in Latent Fingerprints”为题，发表在《Advanced Materials》(Adv. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adma.202211917)。天津大学分子聚集态科学研究院博士研究生陈乙为本文第一作者，共同通讯联系人为谢育俊副研究员和李振教授。
        文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211917
         文章来源：天津大学
       李振，教授，天津大学分子聚集态科学研究院院长，国家杰青。先后主持国家自然基金委重点项目、科技部973课题等，在Chem. Soc. Rev.、Nat. Commun.、Chem、Adv. Mater.、Angew. Chem.等发表SCI论文200余篇，他引10000余次，h指数为59。曾获国家自然科学一等奖、宝钢优秀教师特等奖提名奖、霍英东教育基金会青年教师奖、湖北省自然科学一等奖、中国化学会青年化学奖等。担任《有机化学》、《中国科学：化学》等杂志编委。主要研究方向为有机共轭体系和功能高分子，研究范围涉及二阶非线性光学、聚集诱导发光、有机发光二极管、纯有机室温磷光、力致发光、传感器、太阳能电池、磁性纳米材料等。