Tecnologie analitiche per la diagnostica dei beni culturali

Modulo 1
La composizione elementare e la provenienza dei materiali: principi delle tecniche basate sull'emissione di raggi X (XRF e micro-XRF, PIXE, microsonda elettronica); principi dell'analisi mediante attivazione con neutroni (NAA); l'analisi dei rapporti isotopici nella spettrometria di massa inorganica; analisi delle componenti principali (PCA) e analisi dei "cluster" per l'elaborazione dei dati di composizione elementare.
Le spettroscopie elettroniche per l'identificazione non invasiva delle sostanze responsabili del colore: spettroscopia di riflettanza nel visibile con fibre ottiche (FORS) e spettrofluorimetria; applicazione dei metodi di analisi multivariata ai dati spettroscopici; le coordinate colorimetriche per lo studio dell'alterazione dei composti coloranti.
Le spettroscopie vibrazionali per i materiali delle opere d'arte ed i reperti archeologici: spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier per misure microscopiche (micro-FTIR in trasmissione, in riflessione speculare e in ATR) e per misure non invasive e "in situ" in modalità di riflessione; spettroscopia micro-Raman, con particolare attenzione alle tecniche speciali di spettroscopia Raman in risonanza (RR), Raman con intensificazione per effetto di superficie (SERS) e Raman con "offset" spaziale (SORS).
La spettrometria di massa e le tecniche combinate per lo studio dei residui organici archeologici, dei coloranti organici naturali, dei materiali dell'arte contemporanea e dei loro prodotti di degrado: analisi con introduzione diretta (DI-MS) ed esposizione diretta (DE-MS); sorgente di ioni a desorbimento laser (LDI); gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) in modalità TIC, SIM e abbinata alla micro-estrazione in fase solida in spazio di testa (HS-SPME-GC-MS) e alla pirolisi (py-GC-MS); cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) abbinata alla spettrometria di massa con sorgenti di ioni ESI e APCI (HPLC-MS) e alla spettrometria di massa tandem (HPLC-MS-MS).
I metodi di datazione: la datazione al 14C e la termoluminescenza.

Modulo 2
Metalli e leghe di interesse artistico; processi di estrazione dei metalli; diagramma di Ellingham; cenni di metallurgia: diagrammi di stato e trattamenti termici; struttura dei metalli e delle leghe metalliche; tecniche di fabbricazione.
Degradazione di un manufatto di interesse artistico; meccanismi di corrosione: corrosione atmosferica, corrosione nei terreni e corrosione in ambiente marino; esame della morfologia di corrosione; failure analysis; analisi dei depositi di corrosione; tecniche di controllo e protezione dalla corrosione; casi studio.
Microscopia ottica nei beni culturali; esame visivo e macroscopico per identificazione dei materiali costituenti ed eventuali fenomeni di degradazione; preliminare analisi del contesto socio-cuturale del manufatto: come/quando/dove fu fabbricato; analisi metallografica; prelievo e preparazione dei campioni; attacchi metallografici per evidenziare difetti, inclusioni e microstruttura; casi studio.
Microscopia elettronica a scansione nei beni culturali; preparazione del campione e finalità; analisi morfologica e composizionale (EDS); studio di depositi di corrosione, dorature e altri depositi metallici; ricerca elementi in tracce; casi studio.
Spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) e Diffrazione dei raggi X nei beni culturali; potenzialità e limiti delle tecniche; analisi fenomeni chimici sulla superficie di un oggetto artistico; analisi della natura di un deposito di corrosione; analisi della struttura cristallina del manufatto.
Biodegradazione di un manufatto artistico; colonizzazione e formazione del biofilm; meccanismi e metaboliti microbici; metodi di analisi basati sulle culture e esami di superficie; sequenziamento DNA; metodi di trattamento della biodegradazione: fisici, chimici e biologici.