在刑事侦查、身份识别与公共安全领域，潜在指纹（Latent Fingerprints, LFPs）显现技术始终是关键环节之一。传统的粉末显现法虽然简单易行，但常受限于毒性高、环境污染大、对老化指纹不敏感等问题。近日，来自南非约翰内斯堡大学（University of Johannesburg）化学科学系的Kriveshini Pillay 教授团队发表最新成果，提出了一种以废弃煤飞灰为基体、罗丹明6G为功能染料的可持续复合显现粉末。该材料不仅制备简便、环境友好，还能在自然光下实现高对比度指纹显现，为绿色法医检测材料提供了全新思路。
本文要点
绿色设计与简易制备：研究团队采用水热改性与染料吸附结合策略，实现了罗丹明6G染料在纳米级煤飞灰（nano-CFA）表面的均匀负载。具体而言，原始煤飞灰经NaOH水热处理形成高比表面积的纳米结构载体，随后在水溶液中吸附阳离性染料Rh6G，得到粉红色复合粉Rh6G/nano-CFA。该方法全程水相操作，不使用有机溶剂或复杂偶联剂，体现出极高的可持续性与成本优势，为工业副产物的高值化利用提供了新路径。
结构特征与性能分析：XRD与FTIR结果显示，Rh6G与CFA表面羟基及Si–O–Si网络形成稳定的物理吸附与氢键作用；荧光光谱中，发射峰由560 nm轻微蓝移至555 nm，表明染料处于受限纳米环境中；TGA/DSC分析揭示复合物热稳定性显著提升，Rh6G分解失重由78.4%降至8.7%；SEM/TEM图像展示出片状与颗粒状共存的纳米结构，为染料分散与显色提供理想界面。得益于这种纳米结构与染料相互作用，复合粉在显现过程中表现出高附着力、低背景噪声与良好的耐热性。
高质量指纹显现与老化样品适应性：在铝箔、玻片、瓷砖、塑料瓶和纸币等多种基材上，Rh6G/nano-CFA均能显现清晰的指纹纹线。在自然光下即可观察到二级特征（分叉、终止、桥等）与三级特征（汗孔、线形细节）。尤其值得关注的是：该粉体对老化长达20 天的指纹样品仍能产生可辨识图像，表明其对皮脂残留具有良好的识别灵敏度与保持力。研究者利用ImageJ软件进行了灰度对比度分析，证实复合粉能提供更高信号强度与更低噪声背景，显著优于单独Rh6G或未经改性的煤飞灰粉。
应用前景与意义：该研究充分展示了工业废弃物资源化利用与法医检测功能材料的结合潜力。Rh6G/nano-CFA复合粉不仅能应用于刑侦现场的潜在指纹快速显现，还为可持续荧光显影剂、多光谱防伪识别材料及绿色检测技术的开发奠定了基础。未来，通过改变染料分子结构或引入多色发光组分，有望实现多维度信息加密与可视化身份识别。
原文信息：
E. Prabakaran, K. Pillay.
Preparation of rhodamine 6G dye coated nano-coal fly ash nanocomposite: Novel forensic powder for latent fingerprint detection.
Advanced Nanocomposites, 2025, 2, 205–216.
https://doi.org/10.1016/j.adna.2025.03.003
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