Politecnico di Milano     

Dipartimento di Fisica     

Dott. Cosimo D'Andrea     

 

 
 

  Progetto svolto dall'Unità di Ricerca

 

Nell'antichità le sostanze organiche naturali costituivano la base per la preparazione di adesivi, collanti, medicamenti, unguenti, cosmetici, ecc. necessari alla vita comune. Conoscere più da vicino le miscele di composti usati per i diversi scopi, la provenienza e la lavorazione delle diverse sostanze, è utile per avvicinarci alle civiltà passate e capire il loro sviluppo culturale e tecnologico. Il presente progetto è volto alla studio e alla conoscenza chimico-fisica (composizione chimica, stato di aggregazione, morfologia, microstruttura ecc.) delle sostanze organiche naturali utilizzate nell'antichità, attraverso la caratteriz-zazione analitica dei materiali rinvenuti in reperti e oggetti di provenienza archeologica e storica.
 Nell' ambito di questo progetto l'unità di ricerca Milano-Politecnico si occuperà di applicare alcune tecniche di spettroscopia e microscopia, già sviluppate presso i suoi laboratori, alla caratterizzazione di oli, colle, grassi, balsami, coloranti organici e pigmenti inorganici. I principali vantaggi offerti da tali tecniche sono la loro semplicità, rapidità e bassa invasività. Tali tecniche saranno utilizzate sia su un'ampia collezione dei materiali di riferimento preparati dalle altre unità, sia direttamente su campioni di reperti archeologici, storici e artistici forniti dagli Enti che collaborano al progetto. La strumentazione disponibile presso la nostra unità è adatta a fornire informazioni da microcampioni, quali la spettroscopia FTIR e la microscopia elettronica a scansione corredata di spettrometria a raggi X, e informazioni sull'intera superficie dell'oggetto di interesse, come la spettroscopia di fluorescenza per immagini risolta in tempo e in spettro e la spettroscopia di riflettanza per immagini nel visibile.
Tali tecniche forniscono la caratterizzazione morfologica e microstrutturale di microcampioni, la composizione elementare e la presenza di gruppi funzionali "marker" organici caratteristici del materiale e del suo stato di conservazione. La combinazione sinergica delle tecniche di spettroscopia per immagini con le tecniche puntuali disponibili permetterà di estendere all'intero oggetto le caratteristiche composizionali e tecnologiche rilevabili puntualmente. I dati e le successive analisi ottenute con le nostre tecniche saranno integrati opportunamente alle informazioni ottenute da tutte le Unità, e raccolte in un database dedicato.

 
 
 

  Partecipanti all'Unità di Ricerca

 

Cosimo D'ANDREA - Ricercatore - cosimo.dandrea@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Fisica

Lucia TONIOLO - Professore Associato - lucia.toniolo@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta"

Sara GOIDANICH – Ricercatore - sara.goidanich@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta"

Austin Benjamin NEVIN – Assegnista di ricerca – austin.nevin@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Fisica

Rinaldo CUBEDDU – Professore Ordinario - rinaldo.cubeddu@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Fisica

Gianluca VALENTINI – Professore Associato - gianluca.valentini@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Fisica

Daniela COMELLI – Ricercatore - daniela.comelli@polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Fisica

Laura BRAMBILLA – Assegnista di ricerca - laura.brambilla@chem.polimi.it
Politecnico di Milano, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica "Giulio Natta"

 
 
 

  Strumentazione

 
  •  Microscopio ottico metallografico     
  •  Microscopio a scansione elettronica ESEM
  •  MultisIM (Multispectral IMaging system)
  •  Spettrofluorimetro
  •  FLIM (Fluorescence Lifetime IMaging)
  •  MultisFIM (Multispectral Fluorescence IMaging)
  •  Spettrofotometro FT-IR, equipaggiato con cella di diamante

      e cristallo ATR per analisi di micro-campioni

 
 
 

  Alcune Pubblicazioni

 

T. Poli, L. Toniolo, M. Valentini, G. Bizzaro, R. Melzi, F. Tedoldi, G. Cannazza
A portable NMR device for the evaluation of water presence in building materials
Journal of Cultural Heritage, 8, 134-140 (2007)

 
 

D. Comelli, G. Valentini, A. Nevin, A. Farina, L.Toniolo, R. Cubeddu
A portable UV-fluorescence multispectral imaging system for the analysis of painted surfaces
Review of Scientific Instruments, 79 (2008) - Link

 
 

G. Contreras, P. Fassina, G. Fumagalli, S. Goidanich, L. Lazzari, E. Mazzola
A study on metastability phenomena of passive films for corrosion resistant alloys
Electrochimica Acta, 52, 7577-7586 (2007)

 
 

F. Cappitelli, L. Toniolo, A. Sansonetti, D. Gulotta, G. Ranalli, E. Zanardini, C. Sorlini
Advantages of Using Microbial Technology over Traditional Chemical Technology in Removal
of Black Crusts from Stone Surfaces of Historical Monuments

Applied And Environmental Microbiology, 73, 5671-5675 (2007) - Link

 
 

F. Cappitelli, P. Principi, R. Pedrazzani, L. Toniolo, C. Sorlini
Bacterial and fungal deterioration of the Milan Cathedral marble treated with protective
synthetic resins

Science of the Total Environment, 1-3, 172-181 (2007)

 
 

L. Toniolo, C.M. Zerbi, R. Bugini
Black layers on historical architecture
Environmental Science and Pollution Research, 16, 218-226 (2009) - Link

 
 

F. Cappitelli, L. Toniolo, J. Townsend
Conference Report Conservation Science 2007
Journal of Cultural Heritage, 8, 445 (2007)

 
 

S. Goidanich, I. Odnevall Wallinder, G. Herting and C. Leygraf
Corrosion-induced metal release from copper-based alloys compared to their pure elements
Corrosion Engineering Science and Technology (CEST), 43, 134-141 (2008) - Link

 
 

F. Cappitelli, J.D. Nosanchuk, A. Casadevall, L. Toniolo, L. Brusetti, S. Florio,
P. Principi, S. Borin, C. Sorlini
Synthetic consolidants attacked by melanin-producing fungi: Case study of the biodeterioration of Milan (Italy) cathedral marble treated with acrylics
Applied And Environmental Microbiology, 73, 271-277 (2007) - Link

 
 

C. D'Andrea , A. Nevin, A. Farina, A. Bassi , R. Cubeddu
Assessment of variations in moisture content of wood using time-resolved diffuse
optical spectroscopy

Applied Optics, 48, B87-B93 (2009) - Link

 
 

A. Bassi, C. D'Andrea, G. Valentini, R. Cubeddu, S. Arridge
Temporal propagation of spatial information in turbid media
Optics Letters, 33, 2836-2838 (2008) - Link

 
 

A. Nevin, D. Comelli, G. Valentini, R. Cubeddu
Total Synchronous Fluorescence Spectroscopy Combined with Multivariate Analysis:
Method for the Classification of Selected Resins, Oils, and Protein-Based

Media Used in Paintings, Anal. Chem., 81 (5), 1784¬-1791 (2009) - Link

 
 

A. Nevin, I. Osticioli, D. Anglos, A. Burnstock, S. Cather, E. Castellucci
Raman Spectra of Proteinaceous Materials Used in Paintings: A Multivariate Analytical Approach for Classification and Identification
Anal. Chem., 79 (16), 6143-¬6151 (2007) - Link

 
 

I. Osticioli, A. Nevin, D. Anglos, A. Burnstock, S. Cather, M. Becucci, C. Fotakis, E. Castellucci
Micro-Raman and fluorescence spectroscopy for the assessment of the effects of the exposure to light on films of egg white and egg yolk
J Raman Spec, 39 (2), 307 – 313 (2008)

 
 
 
 
 
 
 
     
     
     
 
 

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