METODI INNOVATIVI PER LA PETROGRAFIA APPLICATA

Anno accademico 2022/2023 - Docente: MARIA CRISTINA CAGGIANI

Risultati di apprendimento attesi

Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze avanzate delle metodologie analitiche innovative per la caratterizzazione dei materiali lapidei naturali ed artificiali e le competenze per elaborare progetti di ricerca mirati allo studio di problematiche di interesse archeologico (archeometria dei materiali), industriale (processi produttivi) ed ambientale (effetti dell’inquinamento sui materiali).

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali; esercitazioni sulla lettura di articoli scientifici e stesura di un progetto di ricerca.

Prerequisiti richiesti

Non ci sono propedeuticità ma sono richieste conoscenze di base di mineralogia, petrografia, chimica e fisica.

Frequenza lezioni

Obbligatoria. Per studenti lavoratori come da regolamento didattico di Ateneo

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Contenuti del corso

Metodologie analitiche innovative (distruttive, non distruttive, micro-distruttive e non invasive); applicazioni avanzate ai materiali lapidei naturali ed artificiali (rocce, pigmenti, vetri, ceramiche tradizionali ed industriali, malte, intonaci…) e problematiche di interesse archeologico (archeometria dei materiali), industriale (processi produttivi) ed ambientale (effetti dell’inquinamento sui materiali).

Tecniche elementari • Spettrometria di massa a plasma induttivamente accoppiato e ablazione laser (LA-ICP-MS) • Cenni di fluorescenza ai raggi X portatile (pXRF) • Casi studio;

Tecniche molecolari vibrazionali • Spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR), in riflettanza totale attenuata (ATR) e in riflettanza diffusa (DRIFT) • Spettroscopia Raman e Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) • Casi studio;

Tecniche microscopiche • Microscopia Elettronica a Trasmissione (TEM) • Confronto con Microscopia Elettronica a Scansione (SEM) • Casi studio;

Tecniche di imaging multispettrale • Fluorescenza UV • Riflettografia IR • Casi studio;

Radiazione di sincrotrone e analisi di immagine • Analisi in luce di sincrotrone e microtomografia ai raggi X • Tecniche di analisi di immagine 2D e 3D • Casi studio;

Altre tecniche basate su radiazione di sincrotrone • Diffrazione a Raggi X con radiazione di Sincrotrone (SR-XRD) • Spettroscopia di assorbimento X (XAS) • Casi studio;

Tecniche neutroniche • Proprietà dei neutroni • Neutronografia • Small Angle Neutron Scattering (SANS) e confronto con la Porosimetria a Intrusione di Mercurio (MIP) • Diffrazione neutronica a tempo di volo (TOF-ND) e confronto con la Diffrazione a raggi X classica • Casi studio;

Tipologie e struttura di un progetto di ricerca con relative esercitazioni propedeutiche alla redazione di un progetto finale.

Testi di riferimento

Dispense del corso e pubblicazioni su riviste scientifiche, disponibili su Studium.

Testo consigliato:

Alfredo Castellano, Marco Martini, Emanuela Sibilia. “Elementi di archeometria. Metodi fisici per i beni culturali”, EGEA 2007.

Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Metodologie analitiche tradizionali e innovative; confronto tra tecniche distruttive, non distruttive, microdistruttive e non invasive. Applicazioni.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
2Spettrometria di massa a plasma induttivamente accoppiato - Ablazione laser: (LA)ICP-MS; casi studio.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
3Fluorescenza ai raggi X (XRF), pXRF; casi studio. Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
4Spettroscopia infrarossa (FTIR, FTIR-ATR, DRIFT); casi studio. Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
5Spettroscopia Raman e Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS); casi studio.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
6Microscopia Elettronica a Trasmissione (TEM) e Confronto SEM-TEM; casi studio.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
7Tecniche di Imaging Multispettrale; casi studio.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
8Analisi in luce di sincrotrone e microtomografia a raggi XSlide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
9Analisi di immagine 2D e 3DSlide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
10Diffrazione a Raggi X con radiazione di Sincrotrone (SR-XRD), Spettroscopia di assorbimento X (XAS); casi studioSlide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
11Proprietà dei neutroni, neutronografia.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
12Diffrazione neutronica a tempo di volo (TOF-ND) e confronto con Diffrazione a raggi X classica; casi studio.Slide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
13Small Angle Neutron Scattering (SANS) e confronto con la Porosimetria a Intrusione di Mercurio (MIP); casi studioSlide e pubblicazioni scientifiche su Studium; appunti delle lezioni.  
14Applicazioni finalizzate ad apprendere l’utilizzo delle tecniche nel campo dei Beni Culturali, industriale ed ambientalePubblicazioni scientifiche su Studium elencate per lettera a seconda dell'argomento 
15Impostazione di un progetto di ricercaSlide su Studium; appunti delle lezioni 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Stesura di un progetto di ricerca; prova orale sugli argomenti del corso.

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

Domande riguardanti il progetto di ricerca presentato.

Scelta delle metodologie più idonee per risolvere una data problematica.

Distinzione tra tecniche di analisi elementare e tecniche di analisi molecolare.

Tipologie di risposte che si possono ottenere con un dato metodo di analisi.

Confronto tra i metodi classici e innovativi.

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