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문제 정의
- 본 실험에서는 시아노아크릴레이트와 진공챔버를 이용해 잠재지문을 현출 할 때 관련된 인자를 파악한후 최적 조건에서 잠재지문을 현출하고자 했다. 진공 챔버 내부의 온도가 상승할수록 시아노아크릴레이트 증발량 역시 증가했는데, 30 o C 이상의 조건에서 현출된 지문의 상태는 모두 비슷하였다.
- 이전의 연구들에서는 진공 조건에서 현출된 지문과 가열 방식으로 현출된 지문을 비교해 진공장비의 사용 가능성을 제시했을 뿐 진공 조건에서 잠재지문 현출 최적화에 대한 연구는 수행하지 않았다. 이런 사실들을 토대로 본 연구에서는 온도와 습도 조절이 까다로운 고 진공 장비 대신에 주변에서 쉽게 구할 수 있는 저 진공 장비를 사용하여 온도와 습도, 시아노아크릴레이트 증발 방법 등이 잠재지문 현출에 미치는 영향을 확인했고, 잠재지문 현출에 필요한 최적 조건을 찾아냄으로서 대용량의 진공 장비 개발 시에 기초 자료로 활용하고자 했다.
가설 설정
- 물론, 습도 조건에 관계없이 반응은 3시간 이내에 대부분 완료되었고 이후에는 지문 융선에서 더 이상의 중합은 관찰되지 않았다. 본 실험에서는 저 진공 장치를 이용해 온도, 습도, 증발 방식, 처리 시간 등이 현출되는 지문의 상태에 미치는 영향을 확인했지만 장비의 진공도가 현출된 지문의 상태에 미치는 영향은 고려하지 않았다. 차후 실험에서는 지문 현출에 필요한 최적의 조건에서 진공챔버의 진공도가 잠재지문 현출에 미치는 영향에 대한 추가연구가 필요할 것으로 생각된다.
제안 방법
- 4 cm2의 용기를 진공챔버에 같이 넣은 후 진공을 걸고 30 o C로 설정한 건조오븐에 보관하였다. 1시간, 3시간, 10시간 경과했을 때 플라스틱을 꺼내 현출된 지문을 촬영했고, 촬영을 끝낸 후에는 동일한 방법으로 진공을 걸어 실험을 지속하였다. 실험할 당시의 진공챔버 내의 습도는 20%, 50%였다.
- 4 cm2인 플라스틱 용기에 2 g의 시아노아크릴레이트를 넣은 후 진공챔버 안에 넣고 진공을 걸었다. 30 o C, 40 o C, 50 o C로 설정한 건조오븐에 진공챔버를 넣고 30분 단위로 꺼내 증발한 시아노아크릴레이트량을 측정 하였다. 1시간 동안 증발한 총 시아노아크릴레이트량을 용기의 표면적으로 나눈 값을 시간 당 단위면적에서 증발한 시아노아크릴레이트량으로, 해당 온도에서 더 이상 증발이 일어나지 않는 시간에 측정된 시아노아크릴레이트 증발량을 진공 챔버의 체적으로 나눈 값을 단위체적에서 증발할 수 있는 최대 시아노아크릴레이트량으로 정의하였다.
- 반응시간은 모두 1시간이었다. 3가지 훈증 방법을 사용했으며, 2 g의 시아노아크릴레이트를 표면적이 7.4 cm2인 플라스틱 용기에 담아 자연적으로 증발시키는 방법, OMEGA-PRINTTM dispersal pads에 시아노아크릴레이트를 1 g 떨어뜨린 후 증발시키는 방법, 수산화나트륨을 포함한 솜에 시아노아크릴레이트 1 g을 떨어뜨려 증발시키는 방법이었다. 실험할 당시의 실내 온도는 20 o C, 습도는 20%였다.
- OHP 필름 및 매끄러운 플라스틱 표면에 지문을 유류한 후 실온에서 24시간 동안 보관한 후 실험에 사용하였으며, 지문이 유류된 각각의 증거물들은 실험 직전에 반으로 나눠서 서로 다른 조건에서 현출한 후, 현출된 지문의 상태를 비교하였다. 현출된 지문 융선에서 특징점이 12개 이상 관찰될 경우 개인식별이 가능하므로, 현출된 지문의 상태는 특징점, 지문 융선의 선명도, 지문 융선에서 시아노아크릴레이트 중합 정도를 기준으로 하였으며 현출된 지문 융선이 육안 상 선명하면서 특징점 관찰이 용이할수록 상태가 좋은 지문으로 판단하였다.
- dispersal pads와 수산화나트륨을 포함한 솜을 사용해 단위체적 당 시아노아크릴레이트 증발량을 높인 후 진공챔버의 장점인 공간 내 시아노아크릴레이트의 빠른 확산을 접목해봄으로서 진공챔버의 단점인 지문의 선명도와 잠재지문 현출 속도가 개선되는지를 확인했다. OHP 필름에 유류한 지문을 반으로 나눈 후 각각의 방법으로 현출된 지문과 진공만을 이용해 현출된 지문의 상태를 비교했다. 반응시간은 모두 1시간이었다.
- OMEGA-PRINTTM dispersal pads와 수산화나트륨을 포함한 솜을 사용해 단위체적 당 시아노아크릴레이트 증발량을 높인 후 진공챔버의 장점인 공간 내 시아노아크릴레이트의 빠른 확산을 접목해봄으로서 진공챔버의 단점인 지문의 선명도와 잠재지문 현출 속도가 개선되는지를 확인했다. OHP 필름에 유류한 지문을 반으로 나눈 후 각각의 방법으로 현출된 지문과 진공만을 이용해 현출된 지문의 상태를 비교했다.
- 4 cm2인 플라스틱 용기를 진공챔버에 같이 넣은 후 진공을 걸고 20 o C, 30 o C, 40 o C, 50 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 반응시켰다. 각각의 온도 조건에서 현출된 지문을 촬영했다. 객관적인 비교를 위해 동일 실험을 반복하였다.
- 각각의 온도 조건에서 현출된 지문을 촬영했다. 객관적인 비교를 위해 동일 실험을 반복하였다.
- 4 cm2인 플라스틱 용기와 지문이 유류된 OHP 필름을 진공챔버에 넣은 후 진공을 걸고 30 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 시 진공챔버 내의 습도는 30%~70%로 유지시켰고, 실험 조건에 맞추기 위해 증류수를 담은 용기를 같이 넣어 챔버 내의 습도가 자연적으로 높아지도록 설계하였다. 증거물을 넣지 않은 진공챔버에 증류수 10 µL, 20 µL, 40 µL, 60 µL와 온습도계를 같이 넣고 진공을 걸어 30 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 보관한 후 진공챔버 내부의 습도 변화를 확인하여 사용할 증류수의 양을 결정하였다.
- 습도 조건이 지문 현출에 미치는 영향을 확인하고자, 시아노아크릴레이트 2 g을 담은 표면적이 7.4 cm2인 플라스틱 용기와 지문이 유류된 OHP 필름을 진공챔버에 넣은 후 진공을 걸고 30 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응 시 진공챔버 내의 습도는 30%~70%로 유지시켰고, 실험 조건에 맞추기 위해 증류수를 담은 용기를 같이 넣어 챔버 내의 습도가 자연적으로 높아지도록 설계하였다.
- 증거물을 넣지 않은 진공챔버에 증류수 10 µL, 20 µL, 40 µL, 60 µL와 온습도계를 같이 넣고 진공을 걸어 30 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 보관한 후 진공챔버 내부의 습도 변화를 확인하여 사용할 증류수의 양을 결정하였다.
- 5에 나타냈다. 진공챔버 내에는 별도의 습도 조절 장치가 없으므로 온도 최적 조건이었던 30 o C에서 자연적으로 증발하는 증류수 양을 고려해 적용하였다. 그림에 보이듯이, 현출되는 지문의 상태는 습도 40%~50% 조건에서 가장 좋았다.
- 진공챔버 내에서 시아노아크릴레이트 처리시간에 따라 현출되는 지문의 상태 변화를 확인하기 위해 매끄러운 플라스틱에 유류시킨 잠재지문을 사용했다. 지문이 유류된 플라스틱과 시아노아크릴레이트 2 g을 담은 표면적 7.
- 진공챔버를 사용해 시아노아크릴레이트로 잠재지문을 현출할 때 챔버 내 온도 조건이 현출에 미치는 영향을 확인하고자, 지문이 유류된 OHP 필름과 시아노아크릴레이트 2 g을 담은 표면적이 7.4 cm2인 플라스틱 용기를 진공챔버에 같이 넣은 후 진공을 걸고 20 o C, 30 o C, 40 o C, 50 o C로 설정한 건조오븐에서 1시간 동안 반응시켰다. 각각의 온도 조건에서 현출된 지문을 촬영했다.
- 진공챔버의 온도에 따라 시아노아크릴레이트를 담은 용기의 단위면적 (cm2 )에서 시간 당 증발하는 시아노아크릴레이트량과 챔버의 단위체적 (L) 당 증발할 수 있는 최대 양을 확인하기 위해, 표면적이 7.4 cm2인 플라스틱 용기에 2 g의 시아노아크릴레이트를 넣은 후 진공챔버 안에 넣고 진공을 걸었다. 30 o C, 40 o C, 50 o C로 설정한 건조오븐에 진공챔버를 넣고 30분 단위로 꺼내 증발한 시아노아크릴레이트량을 측정 하였다.
- 본 실험에서 잠재지문을 현출할 때 사용한 시아노아크릴레이트는 Axia 025 Gold (Axia, Korea)로서 ethyl cyanoacrylate 함량이 96%, 기타 성분이 4%인 제품이다. 훈증 방식에 의해 잠재지문의 현출 정도를 확인하기 위해 OMEGA-PRINTTM dispersal pads (Sirchie, USA)와 수산화나트륨을 포함한 솜을 사용했으며, 수산화나트륨을 포함한 솜은 3% (w/v)의 수산화나트륨 수용액에 솜을 담군 후 꺼내 상온에서 완전히 건조시켜 제조하였다. 진공 챔버 내의 습도 변화를 확인하기 위해 KS-201 온습도계(Lavisen, China)를 사용했으며 장비의 오차율은 온도 ±2 oC, 습도 ±8%이다.
대상 데이터
- 본 실험에서 잠재지문을 현출할 때 사용한 시아노아크릴레이트는 Axia 025 Gold (Axia, Korea)로서 ethyl cyanoacrylate 함량이 96%, 기타 성분이 4%인 제품이다. 훈증 방식에 의해 잠재지문의 현출 정도를 확인하기 위해 OMEGA-PRINTTM dispersal pads (Sirchie, USA)와 수산화나트륨을 포함한 솜을 사용했으며, 수산화나트륨을 포함한 솜은 3% (w/v)의 수산화나트륨 수용액에 솜을 담군 후 꺼내 상온에서 완전히 건조시켜 제조하였다.
- 진공 챔버 내의 습도 변화를 확인하기 위해 KS-201 온습도계(Lavisen, China)를 사용했으며 장비의 오차율은 온도 ±2 oC, 습도 ±8%이다. 잠재지문을 현출할 때 진공챔버 내의 온도를 조절하기 위해 VS 1202D3N 건조오븐(Vision, Korea)를 사용했고, 진공 조건을 만들기 위해 사용한 SF-2100 (Gwell, Korea)는 시중에서 판매되는 주방용 가전제품으로서 챔버의 체적이 약 2 L, 최대 진공도는 320~400 mmHg 정도이다.
이론/모형
- 진공 챔버 내의 습도 변화를 확인하기 위해 KS-201 온습도계(Lavisen, China)를 사용했으며 장비의 오차율은 온도 ±2 oC, 습도 ±8%이다.
성능/효과
- 낮은 온도 습도 조건에서 진공챔버 방식을 사용할 경우에, 증거물에 유류된 잠재지문을 짧은 시간 내에선명하게 현출해 낼 수 없다는 사실을 실험을 통해 확인하였다. 저 진공챔버는 온도 습도 조절이 쉽지 않기 때문에 실험할 당시의 외부 환경에 영향을 받기 쉽다.
- dispersal pads 등을 사용할 수 있다. 다량의 시아노아크릴레이트가 짧은 시간에 증발했지만 진공 챔버 내에서의 빠른 확산 때문에 지문 융선에서 균일한 정도의 중합반응이 이루어졌고 상태가 좋은 지문이 현출되었다. 진공챔버를 이용해 잠재지문을 현출할 때 필요한 시간을 줄이고 육안으로 선명한 지문을 현출하기 위해서는 온도 습도 조절과 함께 강제적인 증발 방법의 사용도 고려해 봐야 할 것이다.
- 그림에서 알 수 있듯이, 50 o C에서 증발할 수 있는 시아노아크릴레이트량은 30 o C에서 증발량보다 약 3배 정도 많았다. 상기 결과들을 토대로, 시아노아크릴레이트를 증발시키는 용기의 표면적과 진공챔버 온도가 증발량과 증발속도에 영향을 주는 인자라는 것을 확인할 수 있었다.
- 즉, 반응 후에 현출된 지문의 상태는 진공챔버 내의 시아노아크릴레이트의 농도보다는 온도에 영향을 받는다고 생각된다. 온도와 달리 습도는 현출된 지문의 상태에 비교적 큰 영향을 미쳤고, 습도가 30% 보다 낮거나 60% 보다 높은 조건에서는 지문 융선에서 시아노아크릴레이트의 중합반응 속도가 매우 느려졌다. 진공챔버는 습도를 낮춰주므로 진공챔버를 사용해 지문을 현출할 경우에는 시아노아크릴레이트 중합에 필요한 40%~50%의 습도를 유지할 수 있는 추가적인 방법을 고려해야 할 것이다.
- 진공챔버를 이용해 잠재지문을 현출할 때 필요한 시간을 줄이고 육안으로 선명한 지문을 현출하기 위해서는 온도 습도 조절과 함께 강제적인 증발 방법의 사용도 고려해 봐야 할 것이다. 진공챔버 내에서 시아노아크릴레이트 처리시간은 현출된 지문의 상태에 큰 영향을 주지 않는 것으로 보였고, 습도가 높을 경우에는 반응 초기에 지문 현출 속도가 빨라져 융선의 선명도가 증가했고 습도가 낮을 경우엔 반응이 매우 느리게 진행되었다. 진공챔버의 습도 조건에 따라 현출된 지문의 상태가 결정되었다.
- 진공챔버 내의 습도 조건에 따라 현출되는 지문의 상태가 변한다는 사실을 실험을 통해 확인하였다. 진공챔버 내의 습도가 낮을 경우에는 지문 융선에서 시아노아크릴레이트의 중합반응이 매우 느리게 진행되었고, 2~3시간이 경과한 후에는 지문 융선에서 더 이상의 중합반응이 관찰되지 않았다(Fig.
- 진공챔버 내의 온도와 진공도에 따라 습도가 달라지겠지만, 진공챔버와 시아노아크릴레이트를 이용하여 잠재지문을 현출해 내기 위해서는 습도 역시 고려되어야 하는 인자라는 것을 알 수 있었다.
- OHP 필름 및 매끄러운 플라스틱 표면에 지문을 유류한 후 실온에서 24시간 동안 보관한 후 실험에 사용하였으며, 지문이 유류된 각각의 증거물들은 실험 직전에 반으로 나눠서 서로 다른 조건에서 현출한 후, 현출된 지문의 상태를 비교하였다. 현출된 지문 융선에서 특징점이 12개 이상 관찰될 경우 개인식별이 가능하므로, 현출된 지문의 상태는 특징점, 지문 융선의 선명도, 지문 융선에서 시아노아크릴레이트 중합 정도를 기준으로 하였으며 현출된 지문 융선이 육안 상 선명하면서 특징점 관찰이 용이할수록 상태가 좋은 지문으로 판단하였다.
후속연구
- 온도와 달리 습도는 현출된 지문의 상태에 비교적 큰 영향을 미쳤고, 습도가 30% 보다 낮거나 60% 보다 높은 조건에서는 지문 융선에서 시아노아크릴레이트의 중합반응 속도가 매우 느려졌다. 진공챔버는 습도를 낮춰주므로 진공챔버를 사용해 지문을 현출할 경우에는 시아노아크릴레이트 중합에 필요한 40%~50%의 습도를 유지할 수 있는 추가적인 방법을 고려해야 할 것이다.
- 본 실험에서는 저 진공 장치를 이용해 온도, 습도, 증발 방식, 처리 시간 등이 현출되는 지문의 상태에 미치는 영향을 확인했지만 장비의 진공도가 현출된 지문의 상태에 미치는 영향은 고려하지 않았다. 차후 실험에서는 지문 현출에 필요한 최적의 조건에서 진공챔버의 진공도가 잠재지문 현출에 미치는 영향에 대한 추가연구가 필요할 것으로 생각된다.
- 진공챔버 내의 습도는 지문 융선에서 시아노아크릴레이트의 초기 중합반응 속도에 영향을 주는 인자로서 지문 융선에서 시아노아크릴레이트가 지속적으로 반응할 때 관여되는 인자는 아닌 것으로 추정된다. 처리 시간에 따른 결과를 토대로, 잠재지문을 현출할 때 진공챔버를 사용하면 시아노아크릴레이트 증기에 증거물이 장시간 노출되어도 증거물에 유류된 지문 융선에서 과도한 중합반응이 일어나지 않을 것이므로 상태가 좋은 지문을 현출해 낼 가능성이 높다고 판단된다.
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