Caracterização de vidro para fins forenses utilizando fluorescência de raios X por reflexão total e técnicas espectroscópicas vibracionais

dc.creatorCassiano Lino dos Santos Costa
dc.date.accessioned2023-06-07T18:20:29Z
dc.date.accessioned2025-09-09T01:21:09Z
dc.date.available2023-06-07T18:20:29Z
dc.date.issued2023-04-25
dc.description.abstractIn 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.
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/54654
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Restrito
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/
dc.subjectQuímica analítica
dc.subjectQuímica legal
dc.subjectSmartphones – Falsificação
dc.subjectVidro
dc.subjectFluorescência de raio X
dc.subjectFourier, Espectroscopia de infravermelho por transformada de
dc.subjectRaman, Espectroscopia de
dc.subjectPlanejamento experimental
dc.subjectAnálise de componentes principais
dc.subjectAnálise discriminante
dc.subjectMínimos quadrados
dc.subjectPreparação de amostra (Química)
dc.subjectEspectros vibracionais
dc.subject.otherFalsificação de smartphone
dc.subject.otherQuimiometria
dc.subject.otherTXRF
dc.subject.otherATR-FTIR
dc.subject.otherRaman
dc.titleCaracterização de vidro para fins forenses utilizando fluorescência de raios X por reflexão total e técnicas espectroscópicas vibracionais
dc.title.alternativeCharacterization of glass for forensic purposes using total-reflection X-ray fluorescence and vibrational spectroscopic techniques
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor1Clésia Cristina Nascentes
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0354323372008275
local.contributor.referee1Edenir Rodrigues Pereira Filho
local.contributor.referee1Elisângela Jaqueline Magalhães
local.contributor.referee1Letícia Malta Costa
local.contributor.referee1Marcelo Martins de Sena
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2389064143962142
local.description.embargo2025-04-26
local.description.resumoNeste 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.
local.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5937-9719
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química

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