1

Staklo se može naći na većini lokaliteta. Proizvodi se u širokom opsegu različitihoblika i sastava, što utiče na svojstva materijala. Može se pojaviti kao dokaz kada se prekine tokom izvršenja krivičnog dela. Fragmenti slomljenog stakla veličine odkrupnih do sitnih komada mogu se preneti i zadržati u blizini osoba ili predmeta. Samo prisustvo fragmenata stakla na odeći provalnika u slučaju koji uključuje ulazakkroz razbijen prozor može biti značajan dokaz ako se fragmenti pronađu. Značajtakvih dokaza biće veći ako se utvrdi da se fragmenti ne mogu razlikovati u svimizmerenim svojstvima iz razbijenog prozora. S druge strane, ako se pronađenifragmenti razlikuju po merenim svojstvima od stakla iz razbijenog prozora, onda se taj prozor može eliminisati kao mogući izvor stakla na odeći subjekta.

Za razliku od kristalnih čvrstih supstanci, koje imaju uređeni unutrašnji rasporedatoma, unutrašnja struktura stakla sastoji se od mreže atoma kojoj nedostajesimetrija dugog dometa. Ovo stanje se naziva staklastim stanjem. Većina sirovinakoja se koristi za pravljenje stakla dobija se geološki. Pored geološki izvedenihsirovina, u masu se dodaje i reciklirano razbijeno staklo, a neki proizvođači koriste i sintetički natrijum karbonat (Na2CO3). Svi ovi materijali sadrže nečistoće koje moguproizvesti merljive razlike u sastavu i strukturi konačnog staklenog proizvoda. Nakoninicijalnog formiranja stakla mogu se koristiti različite metode prerade, na primer, kaljenje ili laminiranje.

2

Pri kaljenju se površina stakla hladi pod pritiskom, ili se očvršćava putem jonskeizmene. Kaljeno staklo je obično četiri do pet puta otpornije na lomljenje od običnogstakla. Laminirano staklo se proizvodi toplotnim zaptivanjem tankih slojeva plastikeizmeđu dve ili više ploča stakla. Laminirano staklo se ugrađuje u vetrobranska staklavozila, a kaljeno staklo u bočna i zadnja stakla vozila.

Iako je moderna proizvodnja stakla visoko automatizovani proces koji proizvodi staklovelike uniformnosti, ostaju male varijacije u svojstvima dobijenog stakla. Svakasirovina koja se koristi za proizvodnju stakla sadrži nečistoće koje proizvođači ne kontrolišu i posledično se razlikuju u količini i sastavu tokom vremena. Mešanjesirovina tokom doziranja takođe može biti nepotpuno. Do mešanja dolazi tokompostupka izrade konačnog proizvoda ali nije dovoljno da se napravi apsolutnoujednačen proizvod. Ovi faktori rezultiraju staklenim proizvodima s malim, alimerljivim varijacijama hemijskih, optičkih i fizičkih svojstava.

2

Transfer i postojnost

Kada se stakleni predmet slomi, fragmenti se mogu izbaciti iz predmeta u svimpravcima, uključujući unazad prema pravcu sile loma. Tokom eksperimentalnihstudija, fragmenti stakla su pronađeni sa udaljenosti do četiri metra od predmetarazbijanja stakla. Broj fragmenata stakla koji se mogu preneti kontroliše nekolikofaktora:Što se bliže nešto razbije staklu, to je verovatnije da su na njega prebačeni fragmentistakla. Broj prenesenih fragmenata opada s rastojanjem od centra loma.Osoba koja razbije prozor imaće više stakla na sebi nego osoba do nje, a što je višeudaraca potrebno za razbijanje stakla, to će se više stakla rasejati po okolini.Broj staklenih fragmenata generisanih lomljenjem nezavisan je od veličine i debljineprozora, ali povećava se s većim oštećenjima stakla.Da li će staklo naneseno na odeću opstati dok ne bude uzorkovano od straneforenzičara, zavisi od dodatnih faktora:

Manje stakla zadržava se na glatkoj odeći, poput najlonskih jakni, nego na grubojodeći, poput vunenih džempera. Mokra odeća zadržava više stakla nego suva odeća.Fragmenti stakla s vremena na vreme otpadaju sa odeće, i to krupniji komadiotpadaju pre sitnijih komada.Staklo otpada brže ako je osoba koja nosi odeću aktivna.

3

Međutim, treba napomenuti da su prenos i postojanost stakla veoma promenljivi, a ukupan broj fragmenata prenesenih u jednoj vrsti eksperimenta može variratiredosledom, veličinom i dr. 

Studije se uglavnom zasnivaju na primarnom transferu ‐ prenos sa slomljenogstaklenog predmeta na nešto drugo. Primarni prenos se takođe može dogoditi kadaosoba ili predmet dođe u kontakt sa prethodno razbijenim staklom. Pored toga, možedoći do sekundarnog prenosa stakla između ljudi i predmeta, kao na primer kada se staklo prebaci sa osobe na sedište u vozil). Tokom pregleda stakla, ne može se pozitivno utvrditi da li su fragmenti stakla pronađeni na nekom predmetu pribavljeniprimarnim prenosom, sekundarnim prenosom ili kontaktom s ranije razbijenimstaklom. Pokazano je da je malo verovatno da će se fragmenti stakla naći kod ljudi kojinisu bili prisutni kada se stakleni predmet razbije ili koji nisu došli u kontakt sa razbijenim staklom. Ipak, to je i dalje razumna mogućnost, pa je karakterizacija staklakorisna.

3

Forenzička analiza stakla je obično poređenje dva ili više fragmenata stakla u pokušaju da se utvrdi da li potiču iz različitih izvora. Ređe je reč o određivanjukrajnje upotrebe ili porekla stakla. Na primer, pitanje o poreklu može biti: Da li je ovaj fragment razbijenog stakla sa sijalice? Ove analize zahtevaju određivanjekarakteristika klase koje objekte mogu povezati sa grupom sličnih objekata poputposuda, ali nikada sa jednim objektom. Važno je, međutim, napomenuti da, iakomože biti nekoliko predmeta identičnih svojstava, fragmenti stakla mogu poticatisamo iz slomljenih predmeta. Samo fizičko podudaranje dva ili više fragmenatarazbijenog stakla omogućava njihovo povezivanje uz isključenje svih ostalih izvora.

Svaki raspoloživi analitički test se ne obavlja uvek na svakom uzorku. Ciljkomparativne analize stakla je isključenje mogućih izvora. Kada se utvrdi razlika, daljnje poređenje nije potrebno. Uz to, uzorkovanje je obično van kontroleforenzičara i podložno je onome što se dešava sa osumnjičenima, žrtvama i na mestu zločina. Staklo se zatim mora uzorkovati.

Ako fragment nema određeno svojstvo, nije neophodno procenjivati tu karakteristiku u uporednim primercima. Na primer, neće svi fragmenti stakla imatioriginalne površine. Bez originalnih površina nemoguće je utvrditi debljinu stakla. Stoga bi bilo besmisleno meriti debljinu u jednom staklenom fragmentu ako fragment sa kojim se upoređuje nema originalne površine. Konačno, stakleni

4

fragment može biti premali da bi se mogao analizirati sa ponovljivim rezultatima čak i kada se očuva neka karakteristika. Shodno tome, stvarni testovi izvedeni na skupuuzoraka zavise od veličine i oblika staklenog fragmenta, kao i od analitičkihrazmatranja.

Za tipično ispitivanje, nakon što se utvrdi da su dotični uzorci zapravo staklo, procenjuju se njihova fizička svojstva. Sledeće se mere optička svojstva uzoraka. U nekim se laboratorijama gustina stakla meri uz ili umesto merenja optičkih svojstava. Hemijski sastav čaše obično se meri poslednji. Ako se u bilo kojem trenutku uočirazlika između uzoraka za upoređivanje, više nije potrebno nastavljati analizu jer je pokazano je da dva primerka imaju različite izvore.

4

Početna ispitivanja

Pošto postoji mnogo materijala koji se mogu pogrešno smatrati staklom, prvo je potrebno utvrditi da li je uzorak zapravo staklo. Mnoge discipline se bave ovimpitanjem, najviše područja petrologije i gemologije. Metode koje obično koriste petrolozi i gemolozi za identifikaciju stakla uključuju praćenje preloma, određivanjetvrdoće, mikroskopiju i spektroskopiju. 

Fizička svojstva koja se koriste za poređenje uključuju boju stakla, fluorescenciju, debljinu, karakteristike površine i zakrivljenost. One se mogu proceniti korišćenjemrazličitih metoda. Ovi testovi su brzi i nedestruktivni.

BojaMaterijali se mogu dodati tokom proizvodnje bi se dobilo staklo u bilo kojoj boji . Alternativno, nečistoće prisutne u sirovinama koje se koriste za proizvodnju staklamogu da daju nenamerne boje. Razlike u boji se mogu koristiti za razlikovanjeuzoraka. Procena boje u staklu može biti teška. Obično nije moguće pouzdanoizvesti kolorimetriju na fragmentima stakla u forenzičkim ispitivanjima jer su fragmenti obično premali, a intenzitet boje mali. Procena boje se vrši vizuelno na beloj pozadini u prirodnom svetlu. Uporednu analizu treba sprovoditi na česticamaslične veličine.

5

GustinaGustina je masa po jedinici zapremine. Poput indeksa prelamanja, gustina je funkcijahemijskog sastava i rasporeda atoma, koji su kontrolisani sastavom stakla u procesuproizvodnje i načinom hlađenja stakla. Gustina stakla može se proceniti kvantitativnodirektnim merenjem ili kvalitativno istovremenom upoređivanjem dva ili više uzoraka. Merenja gustine izvodi se ređe od određivanja indeksa refrakcije, jer fragment staklamora biti čist i bez inkluzija. Precizno merenje gustine zahteva uzorak prečnika dva do tri milimetra, mnogo veće od čestica koje se obično susreću u forenzičkim analizama. Pored toga, čestice ove veličine su pogodne i za hemijsku analizu, što je tehnika kojaomogućava bolje razlikovanje uzoraka. Određivanje indeksa refrakcije je brže i možese izvesti sa manjim uzorcima, tako da većina laboratorija odlučuje da prvo utvrdiindeks refrakcije. Većina kvantitativnih merenja gustine vrši se u forenzičkimlaboratorijama pomoću merača gustine. Određivanje relativne gustine može se izvršitikorišćenjem gradijenata gustine. Metoda uključuje postavljanje u vertikalnu staklenu cev, tečnost koja sadrži gradijentgustine. Kada se fragmenti stakla uvedu u kolonu, svaki će se suspendovati u tečnostina nivou koji je iste gustine kao onaj fragment stakla. Fragmenti različite gustine će se smestiti na različite nivoe u koloni.

FluorescencijaMnogi stakleni uzorci će fluorescirati kada su izloženi kratkotalasnoj (~ 254 nm) i / ilidugotalasnoj (~ 350 nm) ultraljubičastoj svetlosti. Ova fluorescencija može se koristitikao osnova za razlikovanje staklenih uzoraka. Fluorescencija po celom staklu može bitiuzrokovana prisustvom određenih elemenata, poput uranijuma u hrom‐zelenomstaklu. Tokom proizvodnje stakla tečno staklo se izliva na u posudu koja sadrži kalaja i ako je to sličaj, staklo će fluorescirati kada je izloženo kratkotalasnoj ultraljubičastojsvetlosti. Kao i kod procene boje, vizuelna poređenja fluorescencije treba da se obavljajuuporedo. Fluorescentna ispitivanja mogu se izvesti i fluorescentnom spektroskopijom. 

DebljinaAmeričko udruženje za ispitivanje materijala (ASTM) navodi tolerancije za standardnedebljine ravnog stakla. Tolerancije za ravno staklo u rasponu debljina koje se običnosusreću u forenzičkim slučajevima su reda od ± 0,25 mm (ASTM C1036‐06). Varijacijeu debljini mogu proizvesti talase i umanjiti vrednost stakla. Debljina je funkcijaviskoznosti stakla. Viskoznost se može promeniti samo promenom sastava stakla ilitemperature peći. Debljina u forenzičkoj laboratoriji može se izmeriti pomoćumikrometra ili nonijusa, ali zahtevaju da fragmenti poseduju obe originalne površine. 

Površinske karakteristike

5

Određene karakteristike površine daju se tokom procesa izrade stakla ili tokomupotrebe. Ove karakteristike mogu obuhvatati tragove plesni i laka, ogledalskepovršine, ogrebotine i ukrasne završne obrade kao što su tekstura, glazura ilipremaze. Većina ovih karakteristika može se uporediti vizuelno koristećistereomikroskop, ali premazi obično nisu vidljivi golim okom i mogu biti potrebnisofisticirani instrumenti za otkrivanje i poređenje. Transmisiona elektronskamikroskopija, rendgenska difrakcija, mikroskopija atomskih sila i infracrvenaspektroskopija mogu biti korišćene za analizu stakla. 

ZakrivljenostDa li je fragment stakla ravan ili zakrivljen često se može vizuelno utvrditi pomoćumalih uvećanja na mikroskopu. 

5

Optička svojstvaIndeks prelamanja (n) je jedinstvena mera brzine svetlosti u providnom medijumu i definisan je Snellovim zakonom kao odnos brzine svetlosti u vakuumu i brzine talasau providnom medijumu. Indeks prelamanja je funkcija hemijskog sastava i rasporedaatoma. Kaljenje menja brzinu hlađenja površine stakla u odnosu na unutrašnjost i omogućava kontinuiranu promenu indeksa loma iz površine u sredinu stakla. Indeksloma je najčešće izmereno svojstvo u forenzičkom ispitivanju fragmenata stakla jer1)                   Precizni indeksi prelamanja mogu se brzo meriti na malim fragmentimakoji se obično nalaze kao tragovi. 2) Može pomoći u karakterizaciji stakla. 3) Pružadobar potencijal diskriminacije. 

Indeks prelamanja varira u zavisnosti od talasne dužine svetlosti i temperature. Indeks prelamanja može se meriti različitim metodama. Refraktometar meri indeksesamo na površini stakla ili prosečni indeks kroz blok stakla. Iako su obe metode kadase primene na odgovarajući način tačne na šest decimalnih mesta, zahtevajuupotrebu velikih uzoraka poliranog stakla. 

Metode uranjanjaMetode potapanja se koriste za merenje indeksa prelamanja. Ovim metodamakoristi se činjenica da će, kada se koristi monohromatska svetlost, čestica uronjena u tečnost identičnog indeksa prelamanja postati nevidljiva. Čestica se posmatra kroz

6

mikroskop. Kontrast između čestice stakla i potapajuće tečnosti ukazuje na veličinu razlike u indeksu prelamanja. Fragment se zatim ukloni iz tečnosti, ispira i smešta u drugutečnost sa indeksom prelamanja bliže tački podudaranja. Ovaj postupak se ponavljasve dok dva indeksa refrakcije ne budu izjednačena. Zbog razlika u indeksu prelamanja koje se javljaju unutar istog stakla, ova metoda se obično ne koristi u upoređivanju forenzičkih dokaza, mada je odlična tehnikaskrininga za brzo razlikovanje stakala s vrlo različitim indeksima prelamanja.

ASTM [ASTM E1967‐98 (2003)] objavio je automatizovanu metodu za određivanjeindeksa refrakcije staklenih fragmenata korišćenjem fazno‐kontrastnog mikroskopa(na slici), vruće faze i monohromatskog izvora svetlosti. U ovom metodu, videokamera snima sliku ivice čestica, a računar izračunava tačku minimalnog kontrasta ‐tačku podudaranja ‐ preko ivice čestice, istovremeno automatski menjajućitemperaturu. 

6

7

Proizvođači kontrolišu koncentracije mnogih hemijskih elemenata kako bi proizvoduod stakla dali specifična svojstva. Koncentracije elemenata u tragovima, međutim, uglavnom su nekontrolisane ukoliko ne menjaju svojstva stakla. Elementi u tragovima mogu se naći u staklu kao nečistoće u sirovinama i / ili od propadanjapeći za topljenje stakla. Forenzičar bi trebalo da koristi tehnike koje omogućavajunajviši stepen razlikovanja dokaza u tragovima, jer je to najefikasnije sredstvo zaizbegavanje netačnih povezivanja uzoraka sa mestom zločina i međusobno. 

Mnoge metode se koriste za analizu hemijskog sastava stakla. Ove metode uključujutehnike poput SEM mikroskopije povezane sa disperzivnim analizatorom energije ifluorescenciju rendgenskih zraka, XRF, i kvantitativne tehnike kao što je neutronskaaktivaciona analiza, plamena atomska apsorpciona spektrometrija, masnaspektrometrija, induktivno spregnuta plazma‐optička emisiona spektrometrija, induktivno spregnuta plazma ‐masa spektrometrija. 

Skenirajuća elektronska mikroskopija i rendgenska fluorescencijaObe ove polukvalitativne metode, skanirajuća elektronska mikroskopija (SEM) ifluorescencija rendgenskih zraka (XRF), su brze i u suštini nerazorne i koriste se zaodređivanje hemijskog sastava. Iako je moguće analizirati sitne čestice nepravilnogoblika, ravne površine daju preciznije informacije o sastavu površine. Da bi se postigla ravna površina, čestice nepravilnog oblika se nekad ugrađuju u smolu i

8

poliraju, ali je ta tehnika pripreme destruktivna.

Većina inostranih forenzičkih laboratorija ima pristup skanirajućoj elektronskojmikroskopiji i energetsko disperzivnoj spektrometriji (SEM‐EDS). U SEM‐EDS fokusiranom snopu elektrona sistematski se pretražuje uzorak i dobija se odzivinstrumenta za specifične elemente. Odnosi intenziteta nekih glavnih i sporednihelemenata u staklu mogu se koristiti za razlikovanje porekla stakla.

Rendgenska fluorescencija koristi primarni snop rendgenskih zraka iz izvora, bilo da se radi o rendgenskoj cevi ili radioaktivnom izvoru, da pobuđuje sekundarne rendgenskezrake iz uzorka. Rendgenski zraci koje emituje stakleni uzorak imaju karakterističneenergije i talasne dužine koje se mogu koristiti za identifikaciju prisutnih elemenata, a intenziteti pikova mogu se koristiti za kvantifikaciju rezultata ili se odnosi intenzitetamogu koristiti za komparativne analize. 

Atomske apsorpciona spektrometrijaU atomskoj apsorpcionoj spektrometriji uzorak se prvo rastvara, zatim uvodi u grafitnu peć i ispari. Snop monohromatske svetlosti usmerava se kroz paru i meri se apsorpcija. Talasna dužina svetlosti odgovara karakterističnoj apsorpciji elementa kojinas zanima. Apsorpcija je proporcionalna broju atoma na svetlosnom putu. Atomskaapsorpciona spektrometrija daje tačna, precizna merenja i dobro je razvijena i širokoprihvaćena tehnika. Uspešno se koristi za razlikovanje i klasifikaciju fragmenata staklamase manje od miligrama. Međutim, AAS je relativno spora analiza, jer se svakielement analizira sekvencijalno i uglavnom je zamenjena raznim metodamainduktivno spregnute plazme (ICP), jer ICP može da analizira više elemenataistovremeno.

Metoda induktivno spregnute plazmeSve ICP metode oslanjaju se na upotrebu plazme u cilju atomizacije, jonizacije i pobuđenja atoma uzorka. U induktivno spregnutoj plazmi‐optičkoj emisionojspektrometriji (ICP‐OES) detektor je spektrometar koji detektuje karakterističnetalasne dužine svetlosti koje emituju pobuđeni atomi. Intenzitet svetlostiproporcionalan je koncentraciji atoma. U induktivno spregnutoj plazmi ‐masenojspektrometriji (ICP‐MS), pobuđeni joni se uvode u maseni spektrometa. U ICP‐OES i ICP‐MS stakleni uzorak prvo se rastvori u fluorovodoničnoj kiselini, upari do suva, a zatim se prevodi u rastvor. Rastvoreno staklo se unosi u plazmu kao aerosol. Granice detekcije većine elemenata od strane ICP‐OES su reda od 0,01 µg/g; a za ICP‐MS 0,001 μg/g. ICP u kombinaciji sa OES i MS daje vrlo visoku sposobnost diskriminacije uzorakastala. Verovatnoća da će dva fragmenta stakla iz različitih izvora imati istekoncentracije deset elemenata je izuzetno mala.

8

9

10

11

Da bi se razlikovali uzorci dva ili više staklenih predmeta, posmatrana i izmerenasvojstva uzoraka moraju biti različita. Varijacije svojstava stakla unutar jednogpotencijalnog izvora obično su male, obično ispod moći razlaganja tehnika koje se koriste za njihovo merenje. Varijacije između staklenih predmeta iz različitih izvoramogu se primetiti i meriti i obično su mnogo veće od varijacije unutar jednogpredmeta. Mnoge forenzičke laboratorije su uspostavile baze podataka indeksa refrakcije i/ilihemijskih sastava stakla. Iako su ove baze podataka o staklu važne, treba imati naumu da one nisu uvek reprezentativne za stvarni uvid u raznolikost uzoraka stakla ida raspodela svojstava stakla možda nije uniformna. Ako se koriste podaci iz baze hemijskih sastava i indeksa refrakcije kako bi se izračunala verovatnoća slučajnog podudaranja onda je bi to bio slučaj u 1 na 100 000 do 1 od 10 milijardi uzoraka, što snažno podupire pretpostavku da se zafragmente stakla pronađene kao dokaz može jednoznačno utvrditi poreklo.Analiza stakla se primenjuje i u industriji stakla i u forenzičkim ispitivanjima. Mnogoje podataka u naučnoj literature koji potvrđuju važnost analitičkih tehnika koje se koriste u analizi stakla, kao i teorija koje se koriste u komparativnim analizama. Pokazalo se da analiza stakla pruža odličan potencijal za diskriminaciju uzoraka, štoje čini izvanrednim alatom za forenzičku analizu.

12