R7 - Nanotecnologie, materiali, sensori e dispositivi

Laboratorio 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.

Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali “Michele Cordaro” - LABDIAC

Il Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali 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. Svolge attività conto terzi per ditte private e pubbliche.

Laboratorio di Microonde - LM

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.

Laboratorio di Fotonica nonlineare - LFNL

L’attività di ricerca del Laboratorio di Fotonica nonlineare riguarda principalmente lo studio teorico e sperimentale della propagazione luminosa 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 e dell’emissione di random laser da carta funzionalizzata a livello microscopico. La misura di BSC ha permesso di caratterizzare la porosità del tessuto delle ossa e di correlarla alla presenza di malattie nelle popolazioni antiche; lo studio dell’emissione di random laser nella carta 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. Recentemente nei nostri laboratori sono state integrate tecniche olografiche per ottenere illuminazione strutturata in un microscopio a forza atomica; tale dispositivo, finalizzato alla caratterizzazione e deformazione di membrane e film sottili mediante forze opto-meccaniche, rappresenta uno strumento valido e innovativo per la diagnostica e il restauro dei beni culturali.

Laboratorio di Spettroscopia ad Alta Frequenza ed Imaging di proprietà locali dielettriche e magnetiche

L’attività proposta dal laboratorio riguarda la caratterizzazione di materiali per mezzo di Microscopia a Scansione di Sonda utilizzando segnali ad Alta Frequenza. Alcuni piccoli setup sono già stati prodotti in casa, ed altri sono in fase di evoluzione, 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 rispettivamente). Mediante collaborazioni con Keysight Technologies sono state condotte campagne di misura con risoluzione nanometrica (in Austria) per campioni a semiconduttore, magnetici e biologici (batteri). L’attuale interesse è verificare la possibilità di utilizzare la stessa tecnica per campioni "cultural heritage" 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. Campioni per analisi superficiale e sotto-superficiale (entro tipicamente 1 µm) possono riguardare: documenti, dipinti e manufatti in genere suscettibili di analisi mediante scansione di sonda.

Laboratorio di Tecnologia del Legno per l’Industria e i Beni Culturali (WOODINCULT). Sezione Tecnologia del Legno

Le filosofia di lavoro è legata agli aspetti della Bioeconomia, economia circolare, prodotti innovativi, anche compositi, nei Beni Culturali. Le attività sono di seguito descritte.

Sezione Tecnologia del Legno. Identificazione macroscopica e microscopica dei legni nei manufatti storico artistici e nei reperti archeologici, anche su specie “tropicali”. Caratterizzazione delle proprietà fisiche (relazione legno acqua, permeabilità), chimiche e meccaniche del materiale e valutazione dello stato di degrado di tipo abiotico (weathering) e biotico. Invecchiamento accelerato. Valutazione dell’efficacia di trattamenti preservanti e consolidanti, coatings anche a base di nanoparticelle per la conservazione e il restauro del legno. Funzionalizzazione di nanoparticelle a base di materiali lignocellulosici . Ispezione in situ delle strutture lignee.

Restauro di materiali biocompositi in legno relativi ai Beni Culturali dell’arte Moderna e contemporanea.

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 Nanotecnologie e Nanoscienze della Sapienza - SNN LAB

SNN-Lab (Sapienza Nanotechnology and Nanoscience Laboratory) è la core facility della Sapienza finalizzata a: integrare le competenze multidisciplinari presenti alla Sapienza nel settore delle nanotecnologie e delle nanoscienze al fine di creare sinergie tra gruppi che operano nelle differenti aree delle scienze, dell’ingegneria e della medicina; costituire una infrastruttura per la ricerca di eccellenza alla Sapienza per la progettazione, realizzazione e caratterizzazione di nanostrutture e micro/nano dispositivi innovativi per diversi campi di applicazione; fornire attrezzature e servizi di ricerca di elevata qualità nell'ambito della micro/nano-fabbricazione, micro/nano-strutturazione, caratterizzazione avanzata (microscopica, funzionale, strutturale) delle proprietà chimico-fisiche dei materiali micro/nanostrutturati, ingegnerizzazione dei dispositivi/sistemi complessi micro/nanostrutturati progettati, nano medicina e genomica; creare una struttura di riferimento per il territorio e le imprese, che risponda alle esigenze di ricerca e sviluppo tecnologico individuate nei piani di sviluppo della ricerca a livello regionale, nazionale ed internazionale.

Stazione Sperimentale di Nemi - SSN

La stazione è posta sulle rive del lago di Nemi in quasi completa assenza di attività antropiche ed è impiegata per prove di manovrabilità con la tecnica del modello libero, autopropulso, con sistema automatico di governo installato a bordo, acquisizione dati e rilevazione automatica della traiettoria. Data la sua particolare topologia e dal limitatissimo rumore ambientale sia in aria che in acqua, il bacino permette di effettuare misure di rumore irradiato in campo lontano con elevati standard di qualità.

Laboratorio di Biosensori

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.

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