Laboratori

Biosensors Laboratory

Il laboratorio è specializzato nello sviluppo di sensori e biosensori a trasduzione elettrochimica ed ottica. Nel campo dei beni culturali si occupa della applicazione di tecniche elettrochimiche non distruttive o microdistruttive per la valutazione dello stato di conservazione di manufatti metallici. In particolare, vengono impiegate (i) la Voltammetria di Microparticelle (VMP) per ottenere informazioni sulla composizione dei prodotti di corrosione e sul decorso della corrosione campionando solo pochi microgrammi dalla superficie del manufatto in esame e (ii) la Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS) per lo studio sia dei materiali protettivi che dello stato di conservazione superficiale tramite analisi puntuale del manufatto realizzata grazie ad un elettrolita gelificato.

HERITAGE-LAB

Arte, Beni Culturali e Gemmologia. Identificazione dei materiali usati e di degrado. Discriminazione di manufatti autentici dai falsi. Studi di degrado e di invecchiamento di oggetti d'arte. Studi di conservazione di oggetti d'arte. Scienza dei materiali. Polimeri: identificazione di polimeri puri e di miscele; analisi di sistemi multistrato; caratterizzazione di polimeri (cristallinità, densità e conformazione), determinazione del contenuto di monomero, dei filler e degli additivi; identificazione di impurità e inclusioni. Coatings. Vernici e pigmenti. Carta. Compositi. Prodotti di corrosione. Catalizzatori. Nanotecnologie. Materiali da costruzione. Fasi di transizione e fasi cristalline. Semiconduttori. Celle solari a film sottili. Caratterizzazione di nanotubi di carbonio, grafene, Diamond-like carbon (DLC) ecc.. Caratterizzazione di silicio amorfo e microcristallino. Mineralogia e Geologia. Identificazione di minerali. Transizioni di fase.

Lab EMC-Nano

Fabrication of:
- graphene-based piezoresistive paints and nanocomposites
- flexible physical sensors with nanoparticles-loaded porous polymers
- zinc-oxide nanostructures based piezoelectric sensors
- PVDF nanocomposites
- antimicrobial and antifouling materials
Materials processing and machining:
- Ultrasonic dispersion/disagglomeration
- Processing of both themosets- and thermoplastics-based nanocomposites
- Grinding, polishing, drilling, precision cutting of different classes of materials.
Electrical and Electromagnetic characterization of materials:
- Sheet resistance measurements
- DC and RF characterization of wafer-level devices up to 200mm
- Evaluation of the resistivity of insulating to highly conducting materials
- Complex permittivity measurements
- Impedance measurements
- Shielding effectiveness measurements
- Radar absorbing properties
Sensors tests:
- Quasi-static electromechanical tests of piezoresistive sensors
- Measurement of the piezoelectric constant d33 of piezoelectric materials
- Piezoelectric driving/control.
Mechanical characterization of materials:
- Three/Four-point bending tests
- Tensile/compressive tests
- Adhesion tests.

Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali “Michele Cordaro (LABDIAC)

Il Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali “Michele Cordaro” lavora da oltre 20 anni nell’ambito dello studio dei materiali, soprattutto con tecniche tipo spettroscopico e di microscopia ottica. Ha avuto esperienze di studio e lavoro su cantieri in Italia e all’estero su varie tipologie di materiali e di problematiche conservative ed applicative. Ha lavorato con Soprintendenze, ditte private di restauro, ditte produttrici di materiali e strumentazioni. Ha potuto presentare i suoi lavori e le sua attività in decine e decine di convegni nazionali e soprattutto internazionali. Il laboratorio è dotato di attrezzature di uso generale e di attrezzature specifiche per l’analisi e la caratterizzazione dei materiali, sia in Laboratorio che in campo. Il Laboratorio ha attivato un servizio di conto terzi che permette di fornire prestazioni per privati, enti pubblici, nonché per progetti di ricerca di carattere nazionale e internazionale.

Laboratorio di Fotonica nonlineare (LFNL)

L’attività di ricerca del Laboratorio di Fotonica nonlineare riguarda principalmente lo studio teorico e sperimentale della propagazione luminosa (da UV a NIR) all’interno di sistemi complessi fortemente scatteranti che presentano disordine strutturale su scala microscopica, tipica dei materiali studiati nel campo dei beni culturali.Particolarmente rilevanti nell’ambito di interesse dei beni culturali sono i risultati conseguiti grazie alla misura del cosiddetto cono di backscattering (BSC) di ossa archeologiche, che ha permesso di caratterizzare la porosità del tessuto delle ossa e di correlarla alla presenza di malattie nelle popolazioni antiche; e dell’emissione di random laser da carta funzionalizzata a livello microscopico, che ha evidenziato come la struttura interna influenzi la soglia di emissione e la posizione delle righe spettrali, questi parametri, quindi, rappresentano opportune osservabili per la caratterizzazione della struttura interna di materiali di interesse per i beni culturali.

Laboratorio di Ingegneria delle Materie Prime (Sede di Latina)

Preparazione di sezione lucide e sottili di materiali solidi e polveri per caratterizzazione mediante analisi al microscopio ottico o altre tecniche analitiche.

Laboratorio di Misure Industriali (LAMI)

Il LAMI è costituito da una sezione di Misure Meccaniche e Termiche, una sezione di Trasmissione del Calore e Calcolo Numerico ed una sezione Ambientale. Tali sezioni del LAMI hanno in dotazione strumentazione adatta: a) al monitoraggio della qualità dell'aria mediante misura delle concentrazione di inquinanti (polveri aerodisperse); b) all'analisi del comfort termoigrometrico ed efficientamento energetico degli edifici; c) alla misura di umidità; d) alla contabilizzazione di energia termica; e) alla studio del campo di velocità dell'aria in microambienti urbani attraverso l'uso tecniche numeriche (fluidodimaica computazionale, CFD) e mediante la realizzazione di casi di studio in scala in galleria del vento dotata di strumentazione Particle Image Velocimetry (PIV), sia ai fini dello studio della distribuzione di inquinanti che del degrado dei beni culturali da agenti atmosferici.

Laboratorio di nanotecnologie per i beni culturali (NANOBC)

L'attività del lab NANOBC svolta da circa due decadi nell'ambito di progetti finanziati dalla EC, MIUR e Istituzioni pubbliche e Aziende riguarda:(i) lo studio micro e nano-chimico-fisico-morfologico-strutturale della natura materica di manufatti di interesse storico-artistico di differente natura (metalli, ceramici, vetri, pigmenti, legno, carta, lapidei naturali o artificiali). Identificazione dei meccanismi di degrado; (ii) la progettazione, sintesi e validazione di materiali a bassa tossicità ed elevata efficacia per la conservazione, il restauro e la pulitura; (iii) lo sviluppo di sensori ambientali ad azione mirata per la valorizzazione efruizione sostenibile.

Laboratorio di Scienza e Tecnologia dei Materiali Lab STM

Le principali attività del Lab STM di interesse per il settore beni culturali hanno finalità legate alla conoscenza e alla conservazione e riguardano: analisi microstrutturali e compositive, prove tecnologiche di resistenza ad usura e a corrosione ad umido, sviluppo di metodi per la misura locale e la mappatura di proprietà meccaniche di superficie su più scale dimensionali, sviluppo di metodo per la misura locale e la mappatura degli stati tensionali superficiali, sviluppo di metodi per la misura locale e la mappatura dell’energia superficiale, sviluppo di metodi di patterning alla mesoscala su larghe aree e l’ingegneria forense e failure analysis.

Laboratorio di Tecnologia del Legno e Dendrocronologia (WOODINCULT - Wood in Industry and Cultural Heritage)

Identificazione macroscopica e microscopica delle specie lignee nei Beni Culturali sia nei manufatti storico artistici che nei legni archeologici.
Caratterizzazione delle proprietà fisiche (relazione legno acqua, permeabilità), chimiche e meccaniche (compressione, trazione, abrasione-durezza e taglio, IB e delaminazioni), del materiale e valutazione dello stato di degrado di tipo abiotico (weathering) e biotico. Invecchiamento accelerato.
Valutazione dell’efficacia di trattamenti preservanti e consolidanti, biovernici anche a base di nanoparticelle per la conservazione e il restauro del legno. Modificazione del legno.
Funzionalizzazione di nanoparticelle a base di materiali lignocellulosici .
Ispezione in situ delle strutture lignee.
Datazioni del legno con la dendrocronologia, anche in unione con sistemi radiometrici (wiggle matching), banca dati dendrocronologica costruita nel corso del tempo su manufatti storico-artistici e archeologici. Attività di normazione tecnica.

Laboratorio di Tecnologie per Micro- e Nano-sistemi a Microonde (Microwave Micro- and Nano-System Technologies, M2NT)

Caratterizzazione di materiali per mezzo di microscopia a scansione di sonda utilizzando segnali ad alta frequenza per ottenere informazioni in riflessione e trasmissione del segnale sia in termini di imaging che di spettroscopia su aree dell'ordine di alcuni cm2 o meno estese (con risoluzione micro-metrica e sub-micrometrica).
L’attuale interesse è verificare la possibilità di utilizzare tale tecnica su manufatti di interesse storico-artistico di piccole dimensioni e preferibilmente planari, valutando gli eventuali vantaggi di imaging e spettroscopia ad alta frequenza, utilizzando lunghezze d’onda a frequenze di microonde e nel millimetrico, caratterizzate da alta penetrazione nella maggior parte dei materiali dielettrici, e avendo come risoluzione quella delle dimensioni della sonda.

Laboratorio Materiali AStRe-LabMat (Architettura Storica e Restauro)

Il Laboratorio offre un sostegno fondamentale alla ricerca e alla didattica legata alle discipline del Restauro dell’Architettura, con approfondimenti su ogni componente materiale, e della Storia dell’Architettura, con particolare riferimento ai Caratteri costruttivi dell’edilizia storica. Si fornisce consulenza completa circa le indagini fisico-chimiche finalizzate allo studio storico-conservativo per la redazione del progetto di conservazione e restauro architettonico. Affianca inoltre l’elaborazione del progetto della diagnostica, con la definizione di campionamenti (mappatura dei saggi), prelievi e indagini, l’interpretazione critica dei risultati emersi dall’esecuzione di sezioni sottili e spesse, la gestione dei dati e l’assistenza alla documentazione grafica. Obiettivo primario per gli ulteriori sviluppi del laboratorio stesso è l’implementazione dei sistemi d’indagine in situ, grazie alla disponibilità di endoscopio, colorimetro e termocamera.

Laboratory of acoustic research for cultural heritage (LARCH)

L’attività è finalizzata allo studio delle proprietà acustiche di ambienti, strutture e materiali. Si distinguono due classi di applicazioni: 1) sviluppo e applicazione di metodi non distruttivi per la diagnosi dello stato di conservazione di dipinti; 2) caratterizzazione dell’acustica di ambienti, e ricostruzione virtuale dell’ambiente sonoro. La diagnostica si orienta all’Acoustic Imaging basato sulla misura dell’assorbimento di energia acustica per rilevare distacchi, delaminazioni e fessurazioni in manufatti con tipica struttura multistrato. Le tipologie di manufatto sono affreschi, ceramiche artistiche e i dipinti su tavola. Lo studio si avvale anche della Vibrometria Laser. Ambienti sonori, sia storici che moderni, sono studiati a partire dai loro modelli geometrici 3D assieme alle proprietà dei materiali, e mediante modelling basato su tecniche di ray tracing. La qualità dell’ambiente sonoro virtualmente ricostruito è valutata in sala per prove d’ascolto.

LaMeFi - Laboratorio di Metallurgia e Fisica

Le principali attività legate ai beni cultural sono:
le analisi della composizione chimica dei metalli e delle leghe attraverso analisi non invasiva effettuata tramite sonda EDS.
le analisi al microscopio elettronico a scansione al fine di investigare residui di lavorazione di piccoli oggetti metallici.
le analisi della microstruttura mediante attacco chimico localizzato di campioni metallici.
la pulitura di oggetti di piccole dimensioni, possibile mediante tecniche ad ultrasuoni in ambienti acquosi o in bagno di alcool.
le osservazioni mediante stereomicroscopio
la ricostruzione 3D di microsuperfici mediante microscopio digitale.

LaTeSLa

Tecnologie di lavorazione delle pietre ornamentali
(marmo e granito). Tecnologie di lavorazione
dei materiali compositi da utilizzare come rinforzi.
Tecnologie di produzione di strutture ibride,
es. marmo-composito. Tecnologie di controllo geometrico.

LIMS: Laboratorio di Ingegneria dei Materiali e delle Superfici

Diagnostica strumentale per la valutazione della velocità di corrosione di materiali metallici esposti indoor e all'aperto. Valutazione della protettività di patine naturali e rivestimenti artificiali. Validazione e collaudo di interventi conservativi sui metalli.
Messa a punto di sistemi di protezione catodica per manufatti metallici interrati o immersi in acqua di mare.
Caratterizzazione, valutazione del degrado e pianificazione di interventi per strutture storiche in calcestruzzo e calcestruzzo armato.
Messa a punto e caratterizzazione di materiali compositi tradizionali e a fibra naturale per la protezione, la schermatura e il supporto nell'ambito dei Beni culturali.
Analisi di difettosità e stato fessurale in manufatti metallici mediante Emissione Acustica.
Caratterizzazione microstrutturale, chimica e meccanica dei materiali.

LM – Laboratorio di Microonde

Il gruppo di ricerca operante nel Lab LM ha maturato esperienza nell'ambito della disinfestazione mediante le microonde, avendo negli ultimi anni partecipato a due progetti finanziati dalla regione Campania per la disinfestazione delle palme e delle castagne dai rispettivi parassiti (progetti MIPALM e MIDICAST). La metodica considerata può essere applicata anche alla disinfestazione da parassiti di manufatti lignei (statue, cornici, etc.) e opere murarie. Essa consiste nel riscaldare in maniera controllata il manufatto mediante microonde, fino al raggiungimento della temperatura letale. Tale tecnica, la cui fattibilità è già stata dimostrata in letteratura, rispetto a tecniche convenzionali, è non invasiva e non lascia residui.

Physics of Bio-Assemblies (PhOBiA)

Caratterizzazione chimico-fisica e controllo di qualità delle formulazioni colloidali (micelle, vescicole e nanoparticelle in generale) usate per restauro e la conservazione, mediante la misura del raggio idrodinamico e del potenziale zeta di sospensioni acqose e non. Studio della formazione/adsorbimento e delle proprietà termodinamiche di film monomolecolari (monostrati) di anfifili all'interfaccia aria-acqua.

RawMaLab (sede Roma)

Il laboratorio si occupa della caratterizzazione dei materiali e dei relativi prodotti di alterazione attraverso la combinazione di tecniche NIR/SWIR classiche e iperspettrali e microfluorescenza a raggi X. L’uso di tecniche di analisi statistica multivariata per l’elaborazione dei dati permette la creazione di modelli predittivi utili all’identificazione dei materiali costituenti e il loro monitoraggio per la valutazione di processi di alterazione nel tempo.

SNN-LAB

Morphological, compositional and structural characterization of materials:

- Scanning electron microscopy
- Energy Dispersive X-Ray Microanalysis
- Focus Ion Beam
- Scanning Electron Transmission Microscopy
- Nanomanipulators for Electrical and force measurement
- X-ray Diffraction
- Atomic Force Microscopy
- Fluorescence Light Microscopy
- Correlative Microscopy SEM-LM
- Rheometry

Sample preparation:

- Chromium, gold and carbon sputtering
- Ultramicrotome
- High temperature furnaces
- Chemical Hood

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