Il laboratorio si occupa della progettazione e messa in opera di strumentazione di neutroni e beamlines presso facilities di neutroni pulsate e l’analisi di materiali di interesse storico artistico.

Lo studio di oggetti di interesse artistico, archeologico ed antropologico è effettuato tramite tecniche neutroniche quali: imaging (tomografia e radiografia, PGAI, NRCI) di neutroni, imaging a raggi X quali radiografia e tomografia, diffrazione di neutroni, attivazione neutronica, spettrometria gamma, Spettroscopia Raman e XRF. Con tali tecniche è possibile caratterizzare gli oggetti indagati in termini di composti e fasi cristalline presenti, elementi ed isotopi anche in traccia, distribuzione spaziale 3D della struttura interna e della distribuzione degli elementi all’interno dell’oggetto indagato.

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.

Il laboratorio svolge attività di caratterizzazione di materiali lapidei naturali e artificiali mettendo a disposizione competenze per l’implementazione di metodologie e strumentazioni alternative, non invasive e più ecosostenibili per le indagini diagnostiche e per il monitoraggio. Inoltre sviluppa e valuta nuovi prodotti e materiali per la conservazione dei beni culturali. Tali attività sono potenziate dall’expertise nel settore dei BC che permette la selezione dei materiali più idonei per la conservazione e la valorizzazione ed è di supporto alle imprese/istituzioni per la definizione delle caratteristiche di prodotti innovativi/“tailored”. La valutazione di materiali e metodi avviene secondo normative italiane UNI EN ed europee CEN/TC346 Cultural Heritage, messe a punto con il contributo attivo dell’istituto.

Diagnostica per immagini; Imaging molecolare. Diagnostica artistica su dipinti su tela e su statue per acquisizione di dati relativi ai materiali costitutivi, alle tecniche esecutive e agli aspetti critici.

Il Laboratorio lavora in sinergia con i Ricercatori e il personale afferente al Dipartimento di Scienze della Terra, e fornisce le proprie competenze tecnico-scientifiche al personale di altri Dipartimenti, Università, Enti pubblici di Ricerca, Enti e aziende private, favorisce inoltre l’utilizzo delle strumentazioni sia per l'attività didattica che per la realizzazione di tesi di laurea e di dottorato. Il Laboratorio offre anche supporto ad attività sperimentali in sito nell’ambito di progetti di ricerca o consulenze tecniche.