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 .
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Presentazione di PowerPointwwgis.ipcf.cnr.it/ppt/ruello.pdfTecnica non-invasiva Piccole quantità di materiale Possibilitàdi separare gli strati superficiali dal bulk Informazioni
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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 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
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 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
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 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
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 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
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 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
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Raman amp SERSnei beniculturali
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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
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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
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 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
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 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
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 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
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 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
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 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
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
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
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
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
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
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
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
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CONTRASTO OTTICO
MIGLIORATO
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Raman su ceramiche di Caltagirone
SERS su pigmenti Blu
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Caltagirone
Raman imaging
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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
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Raman imaging
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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
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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)
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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
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Raman amp SERSnei beniculturali
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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)
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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)
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Spettroscopia Raman e IR su beni culturali interpretazione
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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
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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)
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Diapositiva numero 2
Diapositiva numero 3
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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
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Diapositiva numero 16
Diapositiva numero 17
Diapositiva numero 18
Diapositiva numero 19
Diapositiva numero 20
Diapositiva numero 21
Diapositiva numero 22
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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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