In de zomer van 2016, Screeners van de Transportation Security Administration op Reno-Tahoe International Airport in Nevada namen een eigenaardigheid in beslag:een 3D-geprint pistool in de handbagage van een man.

Het plastic pistool was onbruikbaar, maar ging vergezeld van vijf .22-kaliber kogels. De passagier zei dat hij het wapen was vergeten en het vrijwillig op het vliegveld had achtergelaten en aan boord ging van zijn vlucht zonder gearresteerd te worden.

De TSA zei later dat het plastic pistool vermoedelijk het eerste in zijn soort was dat in beslag werd genomen op een Amerikaanse luchthaven.

Sinds 's werelds eerste functionele 3D-geprinte vuurwapen werd ontworpen in 2013, dergelijke wapens komen steeds vaker in het nieuws. Voorstanders van de vuurwapens - 3D-geprint met polymeren uit digitale bestanden - beweren dat het delen van blauwdrukken en het afdrukken van de wapens beschermde activiteiten zijn onder de Eerste en Tweede Amendementen. Tegenstanders beweren dat de wapens zorgwekkend zijn omdat ze niet detecteerbaar zijn en ook niet te traceren omdat ze geen serienummers hebben.

Een aantal van die forensische onbekenden aanpakken zijn een professor scheikunde aan de Universiteit van Mississippi en een afgestudeerde student. Hun onderzoek ontwikkelt analytische methoden om te onderzoeken hoe de vuurwapens kunnen worden opgespoord met behulp van chemische vingerafdrukken in plaats van te vertrouwen op fysiek bewijs, met als doel instrumenten aan te bieden voor wetshandhaving om de wapens op te sporen naarmate ze meer wijdverbreid raken.

"We kunnen het type polymeer dat bij de constructie van het pistool is gebruikt, positief identificeren aan de hand van vlekjes of vegen van plastic op kogels, patroonhulzen en schotresten verzameld op kleding, " zei James Cizdziel, universitair hoofddocent bij de afdeling Chemie en Biochemie van de UM.

Cizdziel, die in 2008 toetrad tot de Ole Miss-faculteit en Oscar "Beau" Zwart, die onlangs zijn doctoraat in de chemie behaalde, twee jaar lang onderzoek hebben gedaan naar 3D-geprinte vuurwapens via een subsidie ​​van het National Institute of Justice, onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Justitie.

De driejarige $150, 000 subsidie, "Fysiek en chemisch sporenbewijs van 3D-geprinte vuurwapens, " heeft geresulteerd in een peer-reviewed artikel uit 2017 in Forensic Chemistry, een groeiende referentiebibliotheek van massaspectra van 3D-geprinte vuurwapens voor gebruik door wetshandhavers en een boek, "Forensische analyse van schotresten, 3D-geprinte vuurwapens, en schotverwondingen:huidig ​​​​onderzoek en toekomstperspectieven."

Bij het onderzoek waren Cizdziel en Black de eersten die Directe analyse in realtime gebruikten, of DART, Massaspectrometrie om polymeren en organische schotresten te identificeren als bewijs van 3D-geprinte wapens. Het idee is dat forensische experts het polymeer dat zou kunnen verschijnen in chemisch bewijs van de ontlading van een 3D-geprint vuurwapen kunnen traceren naar het type plastic dat in het pistool is gebruikt.

"Onze groeiende database biedt een tweede manier om monsters te identificeren of te groeperen, het verlichten van de behoefte aan subjectieve interpretatie van de massaspectrale pieken, " zei Cizdziel, een inwoner van Buffalo. "We hebben ook vingerafdrukprotocollen gepubliceerd op oppervlakken van 3D-geprinte wapens.

"Algemeen, we hebben aangetoond dat onze methoden bijzonder nuttig zijn voor het onderzoeken van misdaden met 3D-geprinte wapens."

Het onderzoek van het paar komt voort uit een niet-gegradueerde scheikundeles die Cizdziel in 2014 gaf, Inleiding tot instrumentele analyse. Voordat hij in 2015 zijn bachelor forensische chemie behaalde zwart, die ook een niet-gegradueerde onderzoeker was in het laboratorium van Cizdziel, nam de klas, waar het gesprek al snel over 3D-geprinte vuurwapens ging.

"We hebben besproken hoe het ontwikkelen van nieuwe betrouwbare analytische methoden voor forensische beoefenaars die zich bezighouden met sporenbewijs van 3D-geprinte wapens een goed doctoraatsonderzoeksproject zou zijn, " zei Cizdziel. "Blijkbaar heeft dit een brand veroorzaakt in (zwart), en hij sloot zich niet alleen aan bij mijn onderzoeksgroep als een afgestudeerde student, maar kreeg ook een onderzoeksbeurs van het ministerie van Justitie om datzelfde project te doen."

zwart, uit Weatherford, Texas, begon het project in 2016, voordat de financiering in 2017 werd veiliggesteld, en realiseerde zich al snel dat hij zich op onontgonnen terrein bevond.

"Er was zo'n gebrek aan informatie, ' zei Black. 'Er was er maar één, I denk, rapport van een daadwerkelijke testbrand (van een 3D-geprint vuurwapen) van een forensisch bureau."

Het paar begon functionele 3D-geprinte vuurwapens te maken - ofwel .22-kaliber of .38-kaliber pistolen - die bepaalde metalen onderdelen gebruikten om te voldoen aan een federaal verbod op wapens die niet worden opgepikt door metaaldetectoren. Ze hebben ze getest onder gecontroleerde en veilige omstandigheden in het Mississippi Crime Laboratory in Pearl en het Alabama Department of Forensic Sciences in Hoover, Alabama.

"Als je ze ontslaat, ze doen precies waar ze voor gemaakt zijn, ' zei Black. 'Je kunt ze meerdere keren beschieten. Er was er een die we tientallen keren hebben geschoten zonder zichtbare slijtage."

De lozingen leverden monsters op om te analyseren. Het duo evalueerde ook de verschillen in bewijs tussen 3D-geprinte wapens en conventionele wapens, en gebruikte de analytische techniek massaspectrometrie om de verschillende polymeertypes in 3D-geprint wapenbewijs te identificeren en te karakteriseren.

Dit werk was het begin van het creëren van een referentiebibliotheek van verschillende polymeermonsters om de basis te bieden voor het categoriseren van een onbekend monster. De referentiebibliotheek bevat ongeveer 50 polymeermonsters.

Cizdziel en Black werden bij hun onderzoek bijgestaan ​​door niet-gegradueerde studenten en Murrell Godfrey, directeur van de opleiding forensische chemie van de UM en universitair hoofddocent chemie en biochemie.

Black studeerde af op zaterdag (11 mei), maar het onderzoek van het paar is aan de gang, inclusief het uitbreiden en verbeteren van de referentiebibliotheek voor 3D-printpolymeer.

"Het uiteindelijke doel zou zijn om de referentiebibliotheek in een formaat te hebben dat vergelijkbaar is met de andere referentiebibliotheken die er zijn voor vingerafdrukken, enzovoort., Black zei. "Elke andere arena heeft een referentiebibliotheek die bij die discipline past."

Naast het werk aan de referentiebibliotheek, het tweetal onderzoekt DNA-methoden op 3D-geprinte vuurwapens en bestudeert de levensduur van polymeerbewijs onder weersomstandigheden. Cizdziel en Black werken ook aan een paper waarin al hun wetenschappelijke ontdekkingen worden gepresenteerd als het gaat om 3D-geprinte vuurwapens.

Niet wetende wat ze zouden kunnen vinden in hun onderzoek heeft geleid tot enkele opwindende bevindingen en baanbrekend werk, zei Cizdziel.

"Dan wordt het interessant, ' zei hij. 'Als je niet goed weet wat je kunt verwachten.'