Унікальні візерунки крові

Міжнародна група науковців провела ґрунтовне дослідження процесу висихання крапель крові на поверхнях із різним кутом нахилу, що відкриває нові можливості для криміналістичного аналізу. Результати дослідження опубліковано в науковому журналі Langmuir.

Кров є надзвичайно складною колоїдною суспензією, що містить червоні кров'яні тільця, білки плазми, солі та численні біомолекули. Під час висихання краплі крові утворюють складні мікроструктурні візерунки — тріщини, кільця та складки. Ці особливості формують своєрідний фізичний відбиток, який фіксує складну взаємодію фізичних процесів, що відбуваються під час висихання краплі.

Дослідники провели серію експериментів, у яких вивчали процес висихання крапель крові різного розміру — від крихітних об'ємом 1 мікролітр до більших 10 мікролітрів. Поверхні, на які наносили краплі, розташовували під різними кутами — від повністю горизонтального положення до крутого нахилу в 70 градусів. Для спостереження за процесом використовували оптичний мікроскоп, високошвидкісну камеру та профілометр поверхні.

На горизонтальних поверхнях краплі крові висихали передбачувано, утворюючи характерні відкладення, схожі на кавові кільця, оточені мережею радіальних та азимутальних тріщин. Однак зі збільшенням кута нахилу поверхні ситуація змінювалася: сила тяжіння тягнула червоні кров'яні тільця донизу, тоді як поверхневий натяг намагався утримати їх на місці. Це призводило до формування асиметричних відкладень та розтягнутих візерунків, що нагадували своєрідний біологічний зсув, застиглий у часі.

Візерунки тріщин суттєво відрізнялися на передній (спадній) та задній (висхідній) частинах краплі. На передній частині, де накопичувалася більша маса висохлої крові, тріщини були товстішими та розташовувалися на більшій відстані одна від одної. На задній частині, де шар відкладень був тоншим, тріщини були дрібнішими. У більших краплях (10 мікролітрів) асиметрія проявлялася ще помітніше — сила тяжіння мала більший вплив на важчі краплі, залишаючи після висихання довгий тонкий «хвіст» із розсіяними висохлими червоними кров'яними тільцями.

Для пояснення спостережуваних явищ науковці розробили теоретичну модель першого порядку, яка показує, як механічні напруження нерівномірно накопичуються з різних боків краплі. Ця різниця допомагає пояснити асиметричні візерунки тріщин, які спостерігалися в експериментах.

Отримані результати мають важливе практичне значення, особливо у сфері криміналістики. Слідчі використовують аналіз візерунків крові (BPA — bloodstain pattern analysis) для реконструкції подій на місцях злочинів. Дослідження показало, що як кут нахилу поверхні, так і розмір краплі можуть суттєво впливати на формування результуючих візерунків. Нехтування цими факторами може призвести до неправильної інтерпретації доказів, що потенційно впливатиме на розуміння та тлумачення таких доказів у криміналістичній практиці.

Дослідження проводили науковці з кількох індійських установ. Бібек Кумар, докторант кафедри машинобудування Індійського технологічного інституту Бомбея, Сангамітро Чаттерджі, доцент кафедри фізики Технологічного інституту DIT в Дехрадуні, а також Аміт Агравал та Раджніш Бхардвадж, професори кафедри машинобудування Індійського технологічного інституту Бомбея, об'єднали свої зусилля для проведення цього важливого дослідження.

Результати цієї роботи відкривають нові перспективи для розуміння складних фізичних процесів, що відбуваються під час висихання біологічних рідин, та мають потенціал для вдосконалення методів криміналістичного аналізу. Подальші дослідження в цьому напрямку можуть призвести до розробки більш точних методів аналізу слідів крові та покращення якості криміналістичних експертиз.