Совершенствование научно-методических основ экспертных исследований следов выстрела возможно путем использования достижений научно-технического прогресса и разработки новых подходов к решению экспертных задач [1, 2].

К числу инновационных направлений развития указанного вида судебных экспертиз можно отнести маркировку порохов патронов к стрелковому огнестрельному оружию. Маркировка расширяет перспективу экспертного решения по следам выстрела определить факт использования при стрельбе маркированных патронов, партию либо образец патрона^​1​᠎.

При производстве судебно-баллистического, физико-химического либо медико-криминалистического исследования сведения об использовании при стрельбе патронов конкретного образца или партии — это дополнительная возможность в решении экспертных задач по установлению обстоятельств выстрела, особенно в условиях дефицита информации о событии преступления.

В литературе [3—5] имеются сведения о приемах и результатах маркировки нейтральными метками инициирующего капсюльного состава, а также порохового метательного вещества патронов стрелкового огнестрельного оружия. В качестве маркеров применяют индивидуальные редкоземельные элементы, а также их разнообразные соединения. Можно использовать радиоактивные материалы, например радиоактивные изотопы [6] либо инертные органические соединения — полисилоксаны [7].

Следует отметить, что данные материалы удовлетворяют в основном требованиям инертности к веществам, входящим в капсюльный инициирующий состав, пороховое метательное вещество, стойкости к воздействию условий выстрела (высокая температура и давление пороховых газов).

При изготовлении компонентов патронов, материал которых содержит редкоземельные или радиоактивные элементы, нельзя исключать возникновение технологических проблем, а именно способность равномерного распределения элементов в пороховом метательном заряде и, как результат, — в следах выстрела.

Важно, что сырьевая база указанных материалов ограничена, а получение сложных и многокомпонентных сплавов для надежной маркировки экономически нецелесообразно. Помимо того, следует принять во внимание токсичность и радиационную опасность данных материалов. Применение маркирующих композиций, содержащих химически инертные идентификаторы (полисилоксаны), осложнено их невысокой термической стойкостью (менее 1000 °С), что в условиях выстрела приведет к деструкции, изменению химического состава и соответственно погрешностям в измерении. В то же время нельзя полностью исключить случайное попадание данных веществ в анализируемый объект.

В связи с этим в качестве инертного идентификатора для маркировки порохов предлагаем использовать класс материалов — углеродные нанотрубки (УНТ). Этот материал обладает набором необходимых свойств: равномерность распределения в пороховом метательном заряде, высокая химическая и термическая стойкость, низкая распространенность в природе, разнообразие форм и конфигураций составов.

Цель работы — исследование возможности маркировки порохового метательного заряда УНТ для обеспечения экспертным путем дифференциации применяемых патронов к стрелковому огнестрельному оружию; выявление основных закономерностей изменений УНТ в условиях выстрела — кратковременного воздействия высоких температур и давлений.

Исследовали углеродные наноматериалы, выращенные на установке CVDomna методом каталитического пиролиза с использованием Ni-Cr-катализатора, а также УНТ серии Таунит. Последние представляют собой одномерные наномасштабные нитевидные образования поликристаллического графита, преимущественно цилиндрические, с внутренним каналом.

Порох модифицировали материалом из УНТ в количестве 0,1—18% от общей массы порохового заряда [8].

Пример. В порох марки П-125 механическим путем вводили от 1 до 18% УНТ, которыми снаряжали боеприпасы. Экспериментальный отстрел производили из 9-мм пистолета Макарова (ПМ) патронами 9×18 мм ППО (патрон правоохранительных органов). Мишенью служили отрезки хлопчатобумажной ткани размером 25×25 см, которые крепили к гофрированному картону. После каждого выстрела боеприпасами с модифицированными УНТ производили чистку оружия. Со стенок канала ствола, внутренней поверхности гильзы, а также с поверхности мишени собирали частицы продуктов выстрела для последующей электронной микроскопии.

Частицы следов выстрела исследовали с помощью растрового электронного микроскопа с системой рентгеноспектрального энергодисперсионного микроанализа INCA Energy 350 (TESCAN, Чешская Республика, модель VEGA 3). Элементный состав продуктов выстрела определяли методом рентгеноспектрального энергодисперсионного микроанализа при ускоряющем напряжении 20 кэВ в вакууме ~10^–2 Па.

Как известно, в результате выстрела температура в канале ствола достигает 3000—3500 ˚С, а давление 30 МПа [9]. Для дифференциации исходного углеродного наноматериала от возможных продуктов окисления и деструкции, образующихся в следах выстрела, изучили воздействие высоких температур. Окисление УНТ, помещенных на никелевую подложку, осуществляли в присутствии кислорода воздуха при температуре 800—900 ˚С в течение 10 с (при атмосферном давлении).

На рис. 1 изображен продолговатой агломерат, отдельные элементы которого переплетены между собой. Элементарные нитевидные образования преимущественно цилиндрические. Под воздействием высоких температур на воздухе, по-видимому, происходят деструктивные изменения поверхности материала [10]. Эти изменения выражаются в нарушении целостности графеновых слоев, окислении боковых поверхностей, что способствует появлению новых дефектов и образованию на поверхности различных функциональных групп (рис. 2).

Для оценки влияния кратковременного воздействия высоких температур и давления на УНТ, установления возможности их использования в качестве маркирующей добавки в пороховой заряд произвели экспериментальную стрельбу по ранее описанной методике.

Проверили устойчивость распределения в следах выстрела модифицированных УНТ. Для этого провели 5 серий экспериментальных исследований, в каждой из которых количество введенных в пороховой метательный заряд УНТ варьировало от 1 до 18% масс. (см. таблицу).

В отобранных образцах частиц следов выстрела с мишеней методом электронной микроскопии обнаружили частицы, существенно отличающиеся от частиц, наблюдаемых как в продуктах выстрела, так и в использованных для маркировки исходных веществах. Аналогичные частицы выявили в продуктах выстрела, отобранных с внутренних поверхностей гильз и канала ствола ПМ (рис. 3, а,

Детальный анализ частиц продуктов выстрела показал, что применение однослойных УНТ в качестве меток в пороховом метательном заряде позволяет дифференцировать продукты деструкции, обладающие высокоразвитой поверхностью, которые содержат диффундированные трех- и двухэлементные характерные для частиц продуктов выстрела металлы: сурьму, ртуть, барий и др. Они округлые и более заметны в режиме отраженных электронов (BSE) за счет избирательного обнаружения частиц, содержащих тяжелые металлы, и анализа изображения поверхности исследуемого объекта, полученного на основе контраста по атомному номеру (см. рис. 3, б).

Переплетенные между собой продолговатые структуры, преимущественно цилиндрической формы (рис. 3, 4), сходны по внешнему виду с исходными УНТ (см. рис. 1).

1. Проведенным исследованием доказана возможность маркировки порохового метательного вещества патронов стрелкового огнестрельного оружия УНТ.

2. УНТ можно использовать в качестве меток, вводимых в порох в концентрациях 1–18% масс.

3. Маркировка порохов патронов к стрелковому огнестрельному оружию создает возможность расширения предмета судебно-экспертных и судебно-медицинских исследований следов выстрела, определяет перспективу экспертного решения вопроса об использовании при стрельбе маркированных патронов, установлении партии либо образца патрона (при условии внедрения приемов маркировки патронов в промышленное производство и предоставления справочной информации проводящим такие исследования экспертным учреждениям).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.