Traduit par Cécile Petit et Audrey Crousilles.
Utilisez une technique courante de chimie, en provenance de la médicine légale, pour révéler les empreintes digitales en laboratoire.
digitales
domnitsky/Shutterstock.com
La détection d’empreintes digitales est un aspect clé des enquêtes criminelles depuis plus de 100 ans. C'est un outil médico-légal important pour deux raisons : premièrement, les empreintes digitales sont uniques (même les jumeaux identiques ont des empreintes différentes), et deuxièmement, les empreintes digitales ne changent pas au fil du temps : si vous vous brûlez ou vous vous coupez le bout des doigts, la forme de vos empreintes se reformera tel qu'elles étaient avant. Sur une scène de crime, les empreintes digitales dites « directes » sont faciles à détecter. Ce sont par exemple des empreintes visibles laissées par des doigts couverts de sang. Les empreintes digitales «latentes», cependant, posent plus de problème. Ce sont des empreintes invisibles laissées par les huiles naturelles et la transpiration présentent à la surface de votre peau.
Au fil du temps, les médecins légistes ont développé des moyens pour visualiser les empreintes digitales latentes. La technique la plus ancienne est la méthode à la poudre, grâce à laquelle les empreintes digitales sont soigneusement saupoudrées de poudre sèche à l'aide d’un pinceau ou d'une brosse fine. La poudre adhère à l'humidité et à l'huile de l'empreinte digitale, la rendant visible. Il existe aujourd'hui des centaines de poudres de compositions différentes selon la surface pour laquelle elles sont utilisées. En général, ces poudres contiennent des pigments contrastants et des liants pour aider à adhérer à l'empreinte digitale. La méthode de la poudre est encore utilisée aujourd'hui car elle fonctionne sur presque toutes les surfaces non absorbantes, comme le verre.
Une autre technique de visualisation courante des empreintes est « la technique de fumigation » au cyanoacrylate. Cette méthode est utilisée par la police non pas sur la scène de crime elle-même mais en laboratoire. Les cyanoacrylates sont les molécules présentes dans la superglue, c’est pourquoi cette méthode est aussi appelée la « technique de la superglue ». Comme la méthode à la poudre, la fumigation au cyanoacrylate convient pour détecter les empreintes digitales sur les surfaces non absorbantes. La vaporisation est effectuée dans une chambre de développement. Le cyanoacrylate est chauffe jusqu’à ce qu’il forme une vapeur qui adhère à l'empreinte digitale. Après que des réactions naturelles de polymérisation aient eu lieux, une trace visible blanche apparaît.
Après le développement par cyanoacrylate, des poudres ou colorants peuvent être appliquées sur l'empreinte digitale pour améliorer le contraste et rendre l’empreinte plus visible. Les empreintes digitales sont souvent colorées avec une solution de cristal violet, ce qui les rend violettes.
L'activité décrite dans cet article permet aux élèves de détecter leurs propres empreintes digitales en utilisant la méthode de la superglue. Après avoir rendu leurs empreintes digitales visibles, les élèves ajoutent un colorant fluorescent aux empreintes pour ajouter du contraste. Cette procédure permet aux étudiants de découvrir une alternative sûre à la coloration des empreintes digitales, car le violet de cristal ne peut pas être utilisé en classe en raison de ses effets toxiques et cancérigènes. Il est recommandé aux élèves de travailler en petits groupes de trois. Chaque partie de l'activité dure environ 30 minutes.
Lors de cette procédure, les élèves détectent leurs empreintes digitales latentes en utilisant la méthode de la superglue. Cela leur permettra d’en apprendre plus sur les réactions de polymérisation. La méthode de la superglue consiste en l’évaporation de superglue dans une chambre fermée. Comme chambre, nous utiliserons une boîte de Tic Tac® et remplacerons son couvercle par un couvercle en plastique renforcé pour garantir son étanchéité. Alternativement, vous pouvez aussi utiliser une boîte de Tic Tac® avec une boîte de Pétri pour le couvercle, ou échanger la boîte contre un verre à boire, et à nouveau utiliser une boîte de Pétri comme couverclew1. Notez que cet équipement ne doit pas être utilisé à d'autres fins après l'expérience, il faudra donc tout jeter.
Portez une blouse de laboratoire, des gants et des lunettes de sécurité. Soyez toujours prudent en utilisant de la superglue : elle peut coller votre peau – comme par exemple, vos doigts ou vos paupières- ensemble en quelques seconds. Les vapeurs de cyanoacrylate sont également irritantes pour vos voies respiratoires. Il est donc conseillé d’effectuer toutes vos expériences dans un espace bien ventilé. Si votre école est équipée d’une hotte, il est conseillé d’effectuer toutes les étapes à partir de l’étape 6 sous la hotte.
Matériels
l’expérience de la « méthode
de la superglue ».
Rachel Fischer
Discutez de certaines des questions suivantes en classe :
Quelques minutes après la mise en marche de la plaque chauffante, la superlue se vaporise et s’echappe du molleton sous forme de gaz. Cette vapeur de superglue adhère à l'empreinte digitale, laissant une trace blanche (voir figure 2). Cette réaction se produit parce que les esters de cyanoacrylate de la superglue polymérisent au contact des molécules de votre empreinte digitale (par exemple l'eau, les acides gras ou les acides aminés). Dans ce processus, un ester de cyanoacrylate (le plus souvent un monomère de cyanoacrylate d'éthyle) devient une chaîne moléculaire (un polymère de cyanoacrylate d’éthyle ; voir figure 3). À température ambiante, un polymère de cyanoacrylate d'éthyle est solide et blanc. Cette réaction de polymérisation ne se produit qu’á l’endroit de votre empreinte digitale. Cette méthode ne fonctionne que sur les objets secs. Si le morceau entier de feuille d'aluminium était humide, l'eau ferait polymériser sur toute la surface de la feuille.
Dans cette partie de l'activité, les élèves coloreront les empreintes digitales de la partie 1 à l'aide d'un colorant fait à la main. Pour créer le colorant, les élèves dissolvent de l'encre de surligneurs dans de l'éthanol. Les élèves apprendront pendant cette expérience ce qu’est un spectre électromagnétique, la fluorescence, et les molécules polaires et non polaires.
Portez une blouse de laboratoire, des gants et des lunettes de sécurité – idéalement des lunettes de protection UV. Ne regardez pas directement vers la lampe UV et ne dirigez pas la lumière UV vers les yeux de quelqu’un.
Matériels
Prenez un morceau de papier filtre et en coloriez la surface avec le surligneur jaune. Faite de même avec les deux autres morceaux de papier filtre et les deux autres surligneurs (voir la figure 4).
Placez chaque morceau de papier filtres dans des boîte de Pétri séparées. Ajoutez de l'éthanol dans chaque boîtes jusqu'à ce que le papier soit complètement recouvert (voir la figure 5).
Apres dix minutes, retirez les papiers filtres des boîtes de Pétri à l'aide d'une pince à épiler et jetez-les avec vos ordures ménagères.
Choisissez trois de vos plus belles empreintes digitales sur papier d'aluminium de la partie 1 et placez-en une dans chacune des solutions dans les boîtes de Pétri (voir figure 6).
Attendez cinq minutes, puis retirez les feuilles d'aluminium des solutions à l'aide d'une pince à épiler. Laissez sécher les feuilles (l'éthanol s'évapore relativement vite) ou utilisez un sèche-cheveux pour accélérer le processus.
Observez les empreintes digitales teintées dans une boîte en carton sombre ou dans une pièce sombre sous lumière UV (voir la figure 7).
Discutez de certaines des questions suivantes en classe :
Lorsque le papier filtre en surbrillance entre en contact avec de l'éthanol, le colorant fluorescent du stylo surligneur se diffuse du papier dans la solution. Pour se dissoudre dans l'éthanol (une molécule polaire), le colorant doit contenir certains composants polaires. Pour colorer l'empreinte digitale de la superglue (comprenant des polymères de cyanoacrylate d'éthyle non polaires), le colorant doit également avoir des composants non polaires. Un surligneur Herlitz®, par exemple, ne tâcherait pas les empreintes digitales, car le colorant (pyranine) est polaire (Ducci & Oetken, 2018).
Une fois que l'éthanol s'évapore de la feuille d'aluminium et que l'empreinte digitale est colorée avec le colorant, l'empreinte digitale fluorescencera lorsqu'elle sera irradiée avec une lumière UV. En effet, le colorant contient des molécules fluorescentes qui absorbent la lumière d'une certaine longueur d'onde (comme la lumière UV) et la réémettent à une longueur d'onde plus longue, comme le jaune, l'orange ou le rose dans le spectre visible. Ce n'est pas particulièrement visible à la lumière du jour, mais c'est plus évident sous lumière UV.