التنميط الكيميائي والتصنيف القياسي الكيميائي لعينات حبر الأقلام السحرية (المختفية) باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (ATR-FTIR)

يُعد الحبر جانباً حيوياً في فحص المستندات؛ فبينما قد تظهر الأحبار متشابهة بصرياً للعين المجردة، إلا أنها قد تختلف اختلافاً جذرياً في مكوناتها الكيميائية. ركزت معظم الدراسات السابقة على التمييز بين هذه الأحبار المتشابهة ظاهرياً، ومع ذلك، فإن الأحبار المختفية (المعروفة بالأحبار السحرية) تمثل تحدياً فريداً لأمن المستندات نظراً لقدرتها على التلاشي تماماً خلال ثوانٍ أو أيام، مما يتيح إجراء عمليات تزوير لا يمكن اكتشافها. حاولت الدراسة الحالية إجراء تنميط كيميائي وتصنيف (غير متلف للعينات) لأحبار سحرية زرقاء متوفرة في الأسواق الهندية باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه وانعكاس كلي موهن (ATR-FTIR) بالاقتران مع طرق القياس الكيميائي (Chemometrics).
وفي هذه الدراسة، تم شراء تسعين حبراً مختلفاً من أقلام الحبر السحرية الزرقاء، تمثل 30 علامة تجارية مختلفة من مواقع التسوق الإلكتروني والأسواق المحلية في منطقة «جهانسي» بالهند. تم إعداد العينات برسم دوائر بقطر 2 سم وتعبئتها بالكامل بالحبر على ورق تصوير أبيض (80 جرام)، ثم جرى تحليلها طيفياً بواسطة جهاز (ATR-FTIR) ضمن نطاق 4000-600 سم1-. بعد ذلك، خضعت البيانات الطيفية للتحليل القياسي الكيميائي باستخدام التحليل العنقودي الهرمي (HCA) وتحليل التمايز القائم على المكونات الرئيسية (PC-DA).
أظهر التحليل الطيفي للأحبار تشابهاً كبيراً في الأطياف مع وجود قمم مميزة لمجموعات الهيدروكسيل (O-H)، والكربون الهيدروجيني الأليفاتي (C-H)، والكربون العطري (C=C)، وقمم تمدد الكربون والأكسجين (C-O)، مما يشير إلى وجود مادة «الثيمولفثالين» (Thymolphthalein) كمكون أساسي لمعظم تركيبات الأحبار الزرقاء المختفية. كشف التحليل العنقودي الهرمي (HCA) عن أربع مجموعات رئيسية بين العينات. واستُخدم نموذج تحليل التمايز (DA) لتقييم تصنيف العينات في هذه المجموعات، حيث حقق أداءً ممتازاً بدقة بلغت %100 في التصنيف والتحقق المتبادل. كما نجح النموذج في ربط العينات بمصنّعيها الأصليين بدقة تصنيف بلغت %97.8 ودقة تحقق متبادل بلغت %82.2.