Presentazione di PowerPointwwgis.ipcf.cnr.it/ppt/ruello.pdfTecnica non-invasiva Piccole quantità di...

23
01 March 2019 Giovanna Ruello Resp. scientifico: Dott.ssa R.C. Ponterio Tutor: B. Fazio Posizione n. 1 (Codice CULT.1) Studio e caratterizzazione di materiali utilizzati in reperti di interesse storico ed artistico mediante tecniche spettroscopiche avanzate quali SERS ed RBS .

Transcript of Presentazione di PowerPointwwgis.ipcf.cnr.it/ppt/ruello.pdfTecnica non-invasiva Piccole quantità di...

01 March 2019

Giovanna RuelloResp scientifico Dottssa RC Ponterio

Tutor B Fazio

Posizione n 1 (Codice CULT1) Studio e caratterizzazione di materiali

utilizzati in reperti di interesse storico ed artistico mediante tecniche spettroscopiche

avanzate quali SERS ed RBS

22

Spettroscopia Raman amp SERSapplicazioni nei beni culturali

INDICE

Studi Raman su ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Studi Raman - SERS di pigmenti usati come standard nei beni culturali (Blu di metilene )

Imaging Raman assemblaggiodi un nuovo set-up

RBS indagini su tessere di mosaicoprovenienti da Taormina

Spettroscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Importante tecnica di analisi molecolare

Campioni Gas liquidi Solidi amorfi e cristallini

CV Raman Fisico Indiano

Premio Nobel 1931

Regione Infrarossa

Diffusione Rayleighinterazione elastica

fotone-particella (nessun trasferimento di energia)

Altamente probabile

ScatteringRayleigh (elastico)

scatteringRaman Stokes

(anelastico)

LASER

λ

λ

λ

Campione

Detector

Misure Raman

Effetto Raman interazione anelastica fotone-particella (i fotoni

cedono o acquisiscono energia)Bassa probabilitagrave 10-6 volte rispetto al

segnale Rayleigh

RayleighLinee Stokes

Linee anti-Stokes

INFOComposizione Moleculare

Forza lunghezza e angoli di legameChemical field

Fase amp Struttura

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

APPLICAZIONI RAMAN amp SERS

5

BIOFISICAIdentificazione di

Proteine e molecole studio di DNA e RNA

Materiali Industriali

(plastica vetri hellip)

Fisica degli alimentiIdentificazione di

provenienza composizione hellip

Analisi Raman di beni culturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

22

Spettroscopia Raman amp SERSapplicazioni nei beni culturali

INDICE

Studi Raman su ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Studi Raman - SERS di pigmenti usati come standard nei beni culturali (Blu di metilene )

Imaging Raman assemblaggiodi un nuovo set-up

RBS indagini su tessere di mosaicoprovenienti da Taormina

Spettroscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Importante tecnica di analisi molecolare

Campioni Gas liquidi Solidi amorfi e cristallini

CV Raman Fisico Indiano

Premio Nobel 1931

Regione Infrarossa

Diffusione Rayleighinterazione elastica

fotone-particella (nessun trasferimento di energia)

Altamente probabile

ScatteringRayleigh (elastico)

scatteringRaman Stokes

(anelastico)

LASER

λ

λ

λ

Campione

Detector

Misure Raman

Effetto Raman interazione anelastica fotone-particella (i fotoni

cedono o acquisiscono energia)Bassa probabilitagrave 10-6 volte rispetto al

segnale Rayleigh

RayleighLinee Stokes

Linee anti-Stokes

INFOComposizione Moleculare

Forza lunghezza e angoli di legameChemical field

Fase amp Struttura

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

APPLICAZIONI RAMAN amp SERS

5

BIOFISICAIdentificazione di

Proteine e molecole studio di DNA e RNA

Materiali Industriali

(plastica vetri hellip)

Fisica degli alimentiIdentificazione di

provenienza composizione hellip

Analisi Raman di beni culturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Spettroscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Importante tecnica di analisi molecolare

Campioni Gas liquidi Solidi amorfi e cristallini

CV Raman Fisico Indiano

Premio Nobel 1931

Regione Infrarossa

Diffusione Rayleighinterazione elastica

fotone-particella (nessun trasferimento di energia)

Altamente probabile

ScatteringRayleigh (elastico)

scatteringRaman Stokes

(anelastico)

LASER

λ

λ

λ

Campione

Detector

Misure Raman

Effetto Raman interazione anelastica fotone-particella (i fotoni

cedono o acquisiscono energia)Bassa probabilitagrave 10-6 volte rispetto al

segnale Rayleigh

RayleighLinee Stokes

Linee anti-Stokes

INFOComposizione Moleculare

Forza lunghezza e angoli di legameChemical field

Fase amp Struttura

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

APPLICAZIONI RAMAN amp SERS

5

BIOFISICAIdentificazione di

Proteine e molecole studio di DNA e RNA

Materiali Industriali

(plastica vetri hellip)

Fisica degli alimentiIdentificazione di

provenienza composizione hellip

Analisi Raman di beni culturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Diffusione Rayleighinterazione elastica

fotone-particella (nessun trasferimento di energia)

Altamente probabile

ScatteringRayleigh (elastico)

scatteringRaman Stokes

(anelastico)

LASER

λ

λ

λ

Campione

Detector

Misure Raman

Effetto Raman interazione anelastica fotone-particella (i fotoni

cedono o acquisiscono energia)Bassa probabilitagrave 10-6 volte rispetto al

segnale Rayleigh

RayleighLinee Stokes

Linee anti-Stokes

INFOComposizione Moleculare

Forza lunghezza e angoli di legameChemical field

Fase amp Struttura

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

APPLICAZIONI RAMAN amp SERS

5

BIOFISICAIdentificazione di

Proteine e molecole studio di DNA e RNA

Materiali Industriali

(plastica vetri hellip)

Fisica degli alimentiIdentificazione di

provenienza composizione hellip

Analisi Raman di beni culturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

APPLICAZIONI RAMAN amp SERS

5

BIOFISICAIdentificazione di

Proteine e molecole studio di DNA e RNA

Materiali Industriali

(plastica vetri hellip)

Fisica degli alimentiIdentificazione di

provenienza composizione hellip

Analisi Raman di beni culturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Autenticazione di papiri egiziani Il Raman egrave usato per

identificare documenti falsi e identificare lrsquoera di

appartenenza Lrsquoautenticazione egrave eseguita tramite la comparazione dei

pigmenti

Autenticazione di gioielli e pietre preziose

Autenticazione determinazione dellaprovenienza analisi di inclusioni

FISICA AMBIENTALE Presenza di prodotti legati

allrsquoazione della CO2 e allrsquoumiditagrave

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Lo spettrometro Raman equipaggiato con microscopio e

camera coassiale permette di investigare piccole aree (~ microm2) consentendo di caratterizzare

separatamente ogni grano

Microscopia RamanRaman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Tecnica non-invasiva Piccole quantitagrave di materiale Possibilitagrave di separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni sulla composizione analitica la procedura di

produzione collocazione temporale e geografica del reperto stabilire il miglior intervento di restauro

bull Diagnosi di pigmenti ceramici e dellatemperature di cottura

bull Analisi di coloranti gioielli inchiostri vetri e smalti

bull Autenticazione di manoscritti e papiri tramite lrsquoanalisi dei pigmenti usati

Analisi Raman di beniculturali e artistici

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Frammenti ritrovati negli scaviarcheologici di Caltagirone

Studi Raman di ceramiche decorate provenienti da Caltagirone

Barilaro et al Journal of Molecular Structure 744ndash747 (2005) 827ndash831Il campione egrave attribuito al XVI dC

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Picco a 1000 cm-1peak i picchi principali della lazurite

Na8[Al6Si6O24]Sn cadono nella banda caratteristica dei silicati

(800ndash1300 cm-1)

Laser 561 nm reticolo 1800 50X

Picco a 882 cm-1 struttura di tipo olivina legata al cobalto

disciolto nello smalto

Picco a 464 cm-1 quarzo o silicati della matrice vetrosa che riveste la superficie

Picchi a 283 470 e 512 cm-1 ortoclasio utilizzato

nella matrice argillosa

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Ag film

Enhanced Raman scattering

SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy) Sfrutta lrsquoeccitazione risonante dei

plasmoni di superficie localizzati presenti in substrati metallici nanostrutturati

VANTAGGI

bull Quenching della Fluorescenza (spettri dispecie fluorescenti coloranti etc)

bull Bassa concentrazione dei campionii substrati SERS possono amplificare segnaliRaman molto deboli di molti ordini digrandezza Questo egrave cruciale per larivelazione di trace di campione

bullScarsa invasivitagrave piccolo ammontare dicampione necessitato e leggera manipolazionedel campione

bull Possibili variazioni delleproprietagrave strutturali dellemolecole adsorbite dovute afotodecomposizione o effettitermici

SVANTAGGI

λλ

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

11

Spettroscopia SERS Blu di metilene

Laser 561 nm reticolo 1800 50X 300 μm 10 sec 4 acc

bull RAMAN di soluzioni ad alta concentrazione in acqua (cRS=10-2)

bullSERS di soluzioni a bassa concentrazione (cSERS=10-4) su substrati SERS con nanoparticelle drsquooro

Fattore di Enhancement

580

asymp=RSRS

SERSSERS

cIcIEF

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Magneti per analisie focalizzazione

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Camera per RBS

Set-up sperimentale

Sorgente ionica e acceleratore di

particelle HVEE

Camera di Scatteringe rivelatore

Convertitore da analogico a digitale (ADC) e analizzatore multicanale (MCA)

La tecnica RBS egrave una tecnica discattering ionico usata per lrsquoanalisidi strati di campioni solidi

Un campione egrave bombardato conioni di energia nel range del MeV(05 ndash 4 MeV)

Lrsquoenergia degli ioni retrodiffusi egraveregistrata con un rivelatore moltosensibile generalmente undetector a stato solido

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS)

Determinazione quantitativa della composizione di un materiale e delprofilo di profonditagrave dei singoli elementiAnalisi quantitativa senza la necessitagrave di un campione di riferimentoNon distruttivitagraveBuona risoluzione anche a profonditagrave dellrsquoordine di diversi nmBuona sensibilitagrave per elementi pesanti dellrsquoordine di parti per milione(ppm)

Fissato lrsquoangolo E1 dipenderagravesolo dalla massa dei nuclei

Posizione del segnale = indicatore di massaAmpiezza del segnale = spessore e profonditagrave

(stopping power)Altezza del segnale = concentrazione (cross section)

VANTAGGI

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Rutherford Backscattering SpectroscopyAnalisi a differenti profonditagrave di un tassello di mosaico

- Nessuna variazione della composizione tra strato superficiale e strati interni

- Presenza di C O Na Mg Al Si ClK Ca Fe (confermata da misure EDX)

Backscattering di ioni He+ 165deg Energia 2 meV

Probabile presenza di ossido di calcio ossido di silicio silicati e carbonati di

calcio composti tipici di rocce calcaree

RBS a differenti profonditagrave(top center bottom) Simulazione dati RBS

simulazioni SIMNRA

SEM

Mosaico proveniente da

Villa San Pancrazio (Taormina)

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Analisi effettuate presso Universitagrave di Catania- Dipartimento di Fisica e Atronomia

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made

Imaging Raman Rayleigh fotoluminescenza

Imaging di luce bianca Kohler illumination

Imaging Reale e di Fourier Analisi in polarizzazione (HCC VH VV) Misure Spettroscopiche

15

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Possibili utilizzi del Raman imaging e della Kohler

illumination per applicazioni nellrsquoambito dei beni culturali

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

Set-up di Imaging Raman e fotoluminescenz

bull

Set di FiltriRayleigh OD per ridurre la potenza di eccitazione Raman No OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Notch 488PLNo OD in eccitazione Rivelazione EDGE 473 + Long pass

bullLaser focalizzato sul back focal plane dellrsquoobiettivo bullLunghezza drsquoonda di eccitazione 4765 nm

Pin hole 1

Sample

14 cm 16 cm

25 cm 20 cm 20 cmCCD

Configurazione per imaging di Fourier

2 cm

L1 F = 30 cm

PI

15 cm10 cm

L2 F = 25 cm BFP(Piano di Fourier)

BFP(Back Focal Plane)

L3 F= 20 cm

PI

Configurazione per imaging reale

20 cm 20 cmCCD

L4 F = 10 cm FPFP

2f 2f

f f

Filtro Raman o PLRaman amp SERS

nei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

28 cm

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

ldquoCorso di Spettroscopia Infrarossa e Raman Applicazioni

nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
  • Diapositiva numero 8
  • Diapositiva numero 9
  • Diapositiva numero 10
  • Diapositiva numero 11
  • Diapositiva numero 12
  • Diapositiva numero 13
  • Diapositiva numero 14
  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
  • Diapositiva numero 17
  • Diapositiva numero 18
  • Diapositiva numero 19
  • Diapositiva numero 20
  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
  • Diapositiva numero 23

F1 = 40 mm F2 = 100 mm

IlluminatorePinhole 2Pinhole 1

Specchio

F3 = 250 mm

Pinhole 3Condensatore

=Obiettivo

Lente Collettore

Imaging di luce biancaKohler Illumination ndash Schema del Setup

CONTRASTO OTTICO

MIGLIORATO

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

21

Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

Meeting Scientifico nella Czech Technical

University di Praga

ldquoRaman Spectroscopic analysis for

investigation of art and cultural

heritage findsrdquo

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nei beni culturali_VII edizionerdquo Venaria (Torino) Centro di

Conservazione e Restauro La Venaria Reale

PROJECT SCIENZA E TECNOLOGIA PER IL RECUPERO E

LA FRUIZIONE DI BENI DI INTERESSE CULTURALE

Grazie a tutti per lrsquoattenzione

  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
  • Diapositiva numero 3
  • Diapositiva numero 4
  • APPLICAZIONI RAMAN amp SERS
  • Diapositiva numero 6
  • Diapositiva numero 7
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  • Diapositiva numero 12
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  • Assemblaggio e allineamento di un nuovo set-up sperimentale on-made
  • Diapositiva numero 16
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  • Diapositiva numero 21
  • Diapositiva numero 22
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Imaging di luce bianca Imaging Laser

Fourier imaging

Test e calibrazione con un sistema noto Reticolo 1800 lineemm

5 microns

d=555555 nm

ϴ= 5906deg

ϴ= 295deg

Raman amp SERSnei beniculturali

Raman su ceramiche di Caltagirone

SERS su pigmenti Blu

di metilene

RBS su mosaici di

Caltagirone

Raman imaging

set-up

bull Informatica per la creazione di banche dati per i beni culturali (dott P Princi)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

Lezioni

bull Accesso a fondi e finanziamenti pubblici e privati tutela intellettuale ecertificazioni politiche europee sulla ricerca valorizzazione attivitagrave di ricerca(best practics) ruolo Uffici di Trasferimento tecnologico in universitagrave e enti diricerca strategie e procedure brevettuali per la tutela delle proprietagraveintellettuali accesso ai database brevettuali per ricerche di prior-art elandscape competitivo simulazioni per la creazione di uno spin off nel settoredei beni archeologici (dott G Lombardo)

bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

bull Comunicazione e relazioni con il territorio (dott A Toscano Raffa)

Lezioni

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Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

chemiometria analisi multivariata Uso di strumentazione

scientifica Microscopia FT-IR stand alone LUMOS

Microscopio Raman Senterra II FT-IR Vertex 70 con

microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

Contributi Orali -Conferenze

Scuole

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  • Diapositiva numero 1
  • Diapositiva numero 2
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  • Diapositiva numero 23

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bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale conapprofondimenti alla metodologia e alle tecniche di documentazionefotografica del patrimonio culturale (dott G Lupograve)

bull Organizzazione di attivitagrave di ricerca e sviluppo con particolare attenzione allachimica per i beni culturali (dr G Calogero)

bull Organizzazione eventi promozionali e animazione territoriale (dr S Trusso)

bull Incontro con la fondazione Horcinus Orca e visita dellrsquoomonimo parco

bull Progettazione europea e politiche europee sulla ricerca per lrsquoaccesso a fondipubblici e privati Horizon 2020 PRIN POR etc (dr D Lombardo)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e utilizzo del Georadar nei beniculturali (dott F Aliotta)

bull Organizzazione attivitagrave di ricerca e sviluppo e spettroscopia nei beni culturaliinterazioni luce-materia e indagini non distruttive principi delle tecnichespettroscopiche IR e Raman e alle loro applicazioni per la caratterizzazione direperti di interesse storico ndash artistico (dottssa B Fazio)

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bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

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spettrale Microscopia FT-IR amp Raman imaging spettrale

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bull Coordinamento gestione e rendicontazione di un progetto europeo fasioperative legate agli sviluppi dei progetti europei ruolo del principalinvestigator e dei partner sviluppo delle fasi gestione e suddivisione inworkpackage - WPN monitoraggio delle attivitagrave del progetto verificadellrsquoavanzamento delle attivitagrave - deliverables verifiche periodiche intermediee ruolo dei management meeting sviluppo temporale - diagrammi di Ganttmilestones rendicontazione del progetto di ricerca con analisi delle speseammissibili final report e procedure di audit (dott D Lombardo)

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Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione

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microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

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microscopio Hyperion 3000 strumentazione portatile

Bruker (FT-IR ALPHA Raman BRAVO)

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