Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/54654
Type: Tese
Title: Caracterização de vidro para fins forenses utilizando fluorescência de raios X por reflexão total e técnicas espectroscópicas vibracionais
Other Titles: Characterization of glass for forensic purposes using total-reflection X-ray fluorescence and vibrational spectroscopic techniques
Authors: Cassiano Lino dos Santos Costa
First Advisor: Clésia Cristina Nascentes
First Referee: Edenir Rodrigues Pereira Filho
Second Referee: Elisângela Jaqueline Magalhães
Third Referee: Letícia Malta Costa
metadata.dc.contributor.referee4: Marcelo Martins de Sena
Abstract: Neste trabalho foram desenvolvidos e/ou avaliados métodos analíticos simples, rápidos e utilizando um mínimo preparo de amostra para a caracterização de vidro para fins forenses, empregando a fluorescência de raios X por reflexão total (TXRF), a espectroscopia de refletância total atenuada no infravermelho médio com transformada de Fourier (ATR-FTIR) e a espectroscopia Raman em associação com técnicas de planejamento de experimentos, de análise de componentes principais (PCA) e/ou de análise discriminante por mínimos quadrados parciais (PLS-DA). O método por TXRF foi desenvolvido para determinação de 16 elementos, utilizando suspensão como preparo de amostra. O limite de detecção (LD) foi entre 4 e 10 mg kg-¹ para K, Ca e Ba, enquanto para Na, Mg e Al, os valores foram 2418, 752 e 313 mg kg-¹, respectivamente. Para os demais elementos, o LD foi menor que 2,5 mg kg-¹. O desvio padrão relativo variou de 3,1 a 12,0 %, em condições de repetibilidade. A veracidade variou entre 65 e 116 % para Cr, Mn, Ni, Cu, Rb, Sr e Pb, enquanto para Ti e Ba, esse valor foi igual a 51,0 e 21,7%, respectivamente. O método foi aplicado em 37 amostras (telas e películas de smartphones e para-brisa automotivo). A PCA discriminou as telas de smartphones originais das amostras falsificadas. Além disso, os para-brisas foram distinguíveis das demais amostras. Utilizando a espectroscopia ATR-FTIR juntamente com PLS-DA foi possível discriminar de forma simples, rápida, barata e não destrutiva, as telas de smartphones originais das falsificadas, com 100% de sensibilidade, especificidade e acurácia. Por fim, avaliou-se de forma preliminar o desempenho da espectroscopia Raman para análise de vidro, demonstrando a potencialidade dos instrumentos portáteis para essa análise. Pela PCA foi possível identificar agrupamentos naturais entre as amostras, detectar outliers e obter uma discriminação das amostras automotivas e de smartphones. A espectroscopia Raman teve um desempenho melhor que a espectroscopia ATR-FTIR para distinguir entre vidros automotivos e de smartphones. Por outro lado, o desempenho foi inferior para a distinção entre telas de smartphones genuínas e falsificadas. Contudo, os métodos desenvolvidos são atrativos, com potencial para análises forense.
Abstract: In this work, simple and fast analytical methods were developed and/or evaluated, using minimal sample preparation for the characterization of glass for forensic purposes, using total reflection X-ray fluorescence (TXRF), attenuated total reflectance spectroscopy in the infrared average with Fourier transform (ATR-FTIR) and Raman spectroscopy in association with design of experiments, principal component analysis (PCA) and/or partial least squares discriminant analysis (PLSDA). The TXRF method was developed for the determination of 16 elements, using suspension as sample preparation. The Limit of Detection (LD) was between 4 and 10 mg kg-¹ for K, Ca, and Ba, while for Na, Mg and Al, the values were 2418, 752 and 313 mg kg-¹, respectively. For the other elements, the LD was less than 2.5 mg kg-¹. The relative standard deviation ranged from 3.1 to 12.0% under repeatability conditions. The trueness varied between 65 and 116% for Cr, Mn, Ni, Cu, Rb, Sr and Pb, while for Ti and Ba, this value was equal to 51.0 and 21.7%, respectively. The method was applied to 37 samples (smartphone screens, screen protector and automotive windshield). The PCA discriminated the original smartphone screens from the counterfeit samples. Furthermore, the windshields were distinguishable from the other samples. By conjoint ATR-FTIR spectroscopy and PLS-DA, it was possible to discriminate in a simple, fast, low-cost, and non-destructive way, the original smartphone screens from the counterfeit ones, with 100% sensitivity, specificity, and accuracy. Finally, a preliminary assessment was made of the performance of Raman spectroscopy for glass analysis, demonstrating the potential of portable instruments for this analysis. Using PCA, it was possible to identify natural clusters between the samples, detect outliers and obtain a breakdown of automotive and smartphone samples. Raman spectroscopy performed better than ATR-FTIR spectroscopy to distinguish between automotive and smartphone glasses. On the other hand, the distinction between genuine and counterfeit smartphone screens was less clear. However, the developed methods are attractive, with potential for forensic analysis.
Subject: Química analítica
Química legal
Smartphones – Falsificação
Vidro
Fluorescência de raio X
Fourier, Espectroscopia de infravermelho por transformada de
Raman, Espectroscopia de
Planejamento experimental
Análise de componentes principais
Análise discriminante
Mínimos quadrados
Preparação de amostra (Química)
Espectros vibracionais
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Química
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/54654
Issue Date: 25-Apr-2023
metadata.dc.description.embargo: 26-Apr-2025
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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