Laboratori di scienze e tecnologie chimico fisiche applicate ai Beni Culturali
Dipartimento di appartenenza:
Chimica
Responsabile:
Luciano Galantini (luciano.galantini@uniroma1.it)
Descrizione delle principali attività legate ai beni e alle attività culturali:
Rete di laboratori impegnati nella realizzazione di progetti di ricerca avanzata nel campo della conservazione e restauro dei BBCC. Le sue principali attività sono:
Tensioattivi naturali per la conservazione e il restauro dei BBCC - Formulazioni di fluidi nanostrutturati a base acquosa di tensioattivi naturali per la rimozione di tracce di materiali grassi, o polimeri organici (anche invecchiati) da superfici porose di opere d'arte. Il loro utilizzo può ovviare agli inconvenienti dell'utilizzo dei metodi di pulitura tradizionali (limitato controllo dell'azione pulente di solventi organici, rideposizione del materiale disciolto all'interno dei pori, tossicità). Il laboratorio chimico fisico di soft matter è in grado di sintetizzare e caratterizzare microemulsioni, soluzioni micellari e gels con funzioni, dimensioni e morfologia ottimizzate per applicazioni nel campo del cleaning dei materiali BBCC. È inoltre in grado di studiare i meccanismi di azione di fenomeni cha vanno dall’ammorbidimento e rimozione alla rideposizione del materiale rimosso all'interno della porosità dei materiali dell'opera d'arte.
Solventi neoterici nel processo conservativo di materiali cellulosici (pulitura, stabilizzazione): per una innovazione di prodotto e di processo - È sperimentato l’impiego di solventi neoterici (da materie prime rinnovabili e privi della tossicità e
scarsa compatibilità ambientale dei solventi derivati dal petrolio) nel processo conservativo di materiali cellulosici (pulitura, stabilizzazione). In particolare, i deep eutectic solvents (DES) e le low transition temperature mixtures (LTTM) sono promettenti per una serie di caratteristiche che li accomunano ai liquidi ionici: tensione di vapore trascurabile, bassa infiammabilità, elevata stabilità chimica e termica, singolare capacità di solubilizzare alcuni composti organici e inorganici scarsamente solubili nei solventi convenzionali. I DES e le LTTM si presentano come un’interessante alternativa, sicura ed economica, ancora inesplorata nel campo del restauro e della conservazione del patrimonio storico-artistico. Parallelamente, è in fase di sperimentazione la possibilità di un’innovazione di processo riguardante l’immobilizzazione di sistemi solventi in una matrice gelificata, facilmente applicabile e removibile dalla superficie del manufatto da trattare.
Caratterizzazioni mediante spettroscopia Raman di materiali di archivio e di biblioteca - La spettroscopia Raman, grazie alla rapidità delle misure, all’elevata risoluzione spaziale (1-10 nm), alla non invasività e alla posibilità delle misure in situ, è uno metodi spettroscopici dei più versatili nel campo dei BBCC per l’identificazione di sostanze allo stato amorfo e cristallino, di pigmenti e coloranti di origine organica e inorganica, oltre che per l’individuazione di materiali di restauro e prodotti di degrado. Il limite della tecnica rappresentato dal fenomeno della fluorescenza (soprattutto per campioni organici, quali i coloranti, le colle e gli adesivi) che maschera il debole segnale Raman, è superato ottimizzando il metodo su ogni sistema e operando mediante SERS (Surface Enhanced Raman Scattering).
La tecnica Raman fornisce informazioni fondamentali sulla composizione e lo stato di conservazione dei diversi materiali costituenti i BBCC e permette l’individuazione del metodo più adeguato alla conservazione e al restauro.
Strumentazioni disponibili:
SAXSLab Sapienza: diffrattometro a raggi X (Xenocs XEUSS 2.0) per misure di Small Angle X-Ray Scattering (SAXS), Wide Angle X-ray Scattering (WAXS) e Grazing Incidence Small Angle Scattering (GISAXS);
Spettrometri di massa Perkin Elmer Sciex API 2000 LC/MS/MS, nano-HPLC (mod. Ultimate, LC-packing) dotato di UV/Vis detector e Accelerated solvent extractor (ASE) (Dionex);
Spettrometro micro-Raman Renishaw inVia costituito da un microscopio Leika DLML (con telecamera a colori per l’osservazione del campione e la cattura delle immagini, obiettivi N-Plan 5x, 20x, 50x, 100x e 50x a lunga distanza di lavoro e traslatore X-Y manuale), spettrofotometro (lunghezza focale 250 mm) con possibilità di scansione estesa tra 100 e 3200 cm-1, dimensione dello spot del laser variabile, completo di due reticoli a 1800 e 1400 l/mm), filtri edge e detector CCD raffreddato ad aria (-70°C), sorgenti laser a ioni Argon (514 e 488 nm, 50mW) e diodo (785 nm, 300mW) e software WIRE 2.0 per l’acquisizione e l’elaborazione degli spettri;
Spettrofotometro UV-Vis-NIR (185-3200 nm) equipaggiato con sfera integratrice per riflettanza diffusa e accoppiatore per fibre ottiche per analisi su campioni solidi
Spettrofluorimetro in stato stazionario
Spettrofluorimetro risolto nel tempo
Spettrometro TD-NMR da banco, BRUKER Minispce PC120 (0.47 T);
Spettropolarimetro JASCO J715;
Spettrometro infrarosso (FTIR);
Laboratorio di Porosimetria, Micromeritics 3FLEX (Surface Characterization Analyzer), per la caratterizzazione di solidi micro- e meso-porosi, sia cristallini sia amorfi, di natura inorganica, organica o con impalcatura mista organica-inorganica;
Rete di laboratori impegnati nella realizzazione di progetti di ricerca avanzata nel campo della conservazione e restauro dei BBCC. Le sue principali attività sono:
Tensioattivi naturali per la conservazione e il restauro dei BBCC - Formulazioni di fluidi nanostrutturati a base acquosa di tensioattivi naturali per la rimozione di tracce di materiali grassi, o polimeri organici (anche invecchiati) da superfici porose di opere d'arte. Il loro utilizzo può ovviare agli inconvenienti dell'utilizzo dei metodi di pulitura tradizionali (limitato controllo dell'azione pulente di solventi organici, rideposizione del materiale disciolto all'interno dei pori, tossicità). Il laboratorio chimico fisico di soft matter è in grado di sintetizzare e caratterizzare microemulsioni, soluzioni micellari e gels con funzioni, dimensioni e morfologia ottimizzate per applicazioni nel campo del cleaning dei materiali BBCC. È inoltre in grado di studiare i meccanismi di azione di fenomeni cha vanno dall’ammorbidimento e rimozione alla rideposizione del materiale rimosso all'interno della porosità dei materiali dell'opera d'arte.
Solventi neoterici nel processo conservativo di materiali cellulosici (pulitura, stabilizzazione): per una innovazione di prodotto e di processo - È sperimentato l’impiego di solventi neoterici (da materie prime rinnovabili e privi della tossicità e
scarsa compatibilità ambientale dei solventi derivati dal petrolio) nel processo conservativo di materiali cellulosici (pulitura, stabilizzazione). In particolare, i deep eutectic solvents (DES) e le low transition temperature mixtures (LTTM) sono promettenti per una serie di caratteristiche che li accomunano ai liquidi ionici: tensione di vapore trascurabile, bassa infiammabilità, elevata stabilità chimica e termica, singolare capacità di solubilizzare alcuni composti organici e inorganici scarsamente solubili nei solventi convenzionali. I DES e le LTTM si presentano come un’interessante alternativa, sicura ed economica, ancora inesplorata nel campo del restauro e della conservazione del patrimonio storico-artistico. Parallelamente, è in fase di sperimentazione la possibilità di un’innovazione di processo riguardante l’immobilizzazione di sistemi solventi in una matrice gelificata, facilmente applicabile e removibile dalla superficie del manufatto da trattare.
Caratterizzazioni mediante spettroscopia Raman di materiali di archivio e di biblioteca - La spettroscopia Raman, grazie alla rapidità delle misure, all’elevata risoluzione spaziale (1-10 nm), alla non invasività e alla posibilità delle misure in situ, è uno metodi spettroscopici dei più versatili nel campo dei BBCC per l’identificazione di sostanze allo stato amorfo e cristallino, di pigmenti e coloranti di origine organica e inorganica, oltre che per l’individuazione di materiali di restauro e prodotti di degrado. Il limite della tecnica rappresentato dal fenomeno della fluorescenza (soprattutto per campioni organici, quali i coloranti, le colle e gli adesivi) che maschera il debole segnale Raman, è superato ottimizzando il metodo su ogni sistema e operando mediante SERS (Surface Enhanced Raman Scattering).
La tecnica Raman fornisce informazioni fondamentali sulla composizione e lo stato di conservazione dei diversi materiali costituenti i BBCC e permette l’individuazione del metodo più adeguato alla conservazione e al restauro.
SAXSLab Sapienza: diffrattometro a raggi X (Xenocs XEUSS 2.0) per misure di Small Angle X-Ray Scattering (SAXS), Wide Angle X-ray Scattering (WAXS) e Grazing Incidence Small Angle Scattering (GISAXS);
Spettrometri di massa Perkin Elmer Sciex API 2000 LC/MS/MS, nano-HPLC (mod. Ultimate, LC-packing) dotato di UV/Vis detector e Accelerated solvent extractor (ASE) (Dionex);
Spettrometro micro-Raman Renishaw inVia costituito da un microscopio Leika DLML (con telecamera a colori per l’osservazione del campione e la cattura delle immagini, obiettivi N-Plan 5x, 20x, 50x, 100x e 50x a lunga distanza di lavoro e traslatore X-Y manuale), spettrofotometro (lunghezza focale 250 mm) con possibilità di scansione estesa tra 100 e 3200 cm-1, dimensione dello spot del laser variabile, completo di due reticoli a 1800 e 1400 l/mm), filtri edge e detector CCD raffreddato ad aria (-70°C), sorgenti laser a ioni Argon (514 e 488 nm, 50mW) e diodo (785 nm, 300mW) e software WIRE 2.0 per l’acquisizione e l’elaborazione degli spettri;
Spettrofotometro UV-Vis-NIR (185-3200 nm) equipaggiato con sfera integratrice per riflettanza diffusa e accoppiatore per fibre ottiche per analisi su campioni solidi
Spettrofluorimetro in stato stazionario
Spettrofluorimetro risolto nel tempo
Spettrometro TD-NMR da banco, BRUKER Minispce PC120 (0.47 T);
Spettropolarimetro JASCO J715;
Spettrometro infrarosso (FTIR);
Laboratorio di Porosimetria, Micromeritics 3FLEX (Surface Characterization Analyzer), per la caratterizzazione di solidi micro- e meso-porosi, sia cristallini sia amorfi, di natura inorganica, organica o con impalcatura mista organica-inorganica;
Analisi termiche (TGA, DSC);
Rete:
Ente di appartenenza: