Dal patrimonio culturale all’innovazione dei materiali: un approccio spettroscopico multiscala integrato per lo studio e il monitoraggio di film pittorici e matrici polimeriche sintetiche

Overview

Questo contributo si propone di illustrare le attività di ricerca e le competenze in essere presso il CNR-SCITEC nel campo della Scienza del Patrimonio, con un focus specifico sullo sviluppo e sull’applicazione di approcci spettroscopici di ultima generazione. Tali metodi sono finalizzati alla caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche di materiali pittorici e alla messa a punto di strategie analitiche per lo studio e il monitoraggio del loro degrado durante l’invecchiamento. Il CNR-SCITEC ha sviluppato un approccio spettroscopico multiscala, modulare e integrato, in grado di operare in modo non invasivo o micro-invasivo dalla scala sub-micrometrica alla macroscala, permettendo così l’analisi sia di micro-prelievi sia di intere opere d’arte. Tale approccio si basa su tecniche avanzate, sia puntuali che di imaging e scansione, che coprono l’intervallo spettrale dai raggi X fino alle regioni del visibile (VIS), del vicino infrarosso (NIR) e del medio infrarosso (MIR). Questa strategia d’indagine è stata applicata allo studio di opere d’arte che spaziano dall’antichità all’arte moderna e contemporanea, nonché di policromie archeologiche, affrontando questioni chiave relative ai materiali, alle tecniche esecutive, ai processi di degrado e ai trattamenti di conservazione e restauro. Inoltre, l’approccio è stato esteso ai polimeri sintetici per studiare le proprietà meccaniche e chimiche e lo stato di conservazione di oggetti di design in plastica. Un obiettivo specifico della ricerca presso il CNR-SCITEC è stato chiarire i meccanismi responsabili dell’alterazione chimica dei pigmenti nelle pitture, con particolare attenzione al ruolo svolto da diversi fattori ambientali (esposizione alla luce, temperatura, umidità relativa) nell’innescare questi processi. Il contributo sarà suddiviso in due parti: la presentazione dell’approccio metodologico e la sua applicazione a diversi scenari analitici, con particolare attenzione allo studio dei fenomeni di degrado dei materiali oggetto di studio. Una parte di queste attività viene svolta nell’ambito del MOLAB (Mobile LABoratory), una delle piattaforme dell’European Research Infrastructure for Heritage Science (E-RIHS, https://www.e-rihs.eu/) di cui il CNR-SCITEC è partner. Le conoscenze e il quadro metodologico sviluppati attraverso lo studio delle opere d’arte possono essere applicati all’analisi e alla valutazione di materiali innovativi di interesse per il settore industriale. In questa prospettiva, si propone l’impiego dello stesso approccio spettroscopico integrato per la progettazione e l’ottimizzazione di materiali resilienti e sostenibili nel settore produttivo di colori, vernici e coatings.

Speakers

• 

  Letizia Monico

  Senior researcher · CNR

  Letizia Monico is a senior researcher at the Institute of Chemical Sciences and Technologies “Giulio Natta” (SCITEC) of the National Research Council (CNR) and a visiting scientist in the AXIS research group of the Physics Department at the University of Antwerp. In 2012, she earned a joint PhD in Chemistry from the universities of Perugia and Antwerp, specializing in the study of alteration processes and the characterization of artists’ materials, with a focus on inorganic pigments in paintings. Her research uses vibrational and SR-based X-ray microspectroscopies. She is co-coordinator of the Historical Materials BAG at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble. From 2013 to 2022, her research on the alteration processes of pigments received different awards: the Eric Samuel Award (Microscopy Society of America), the SILS-SPECS PhD Award (Italian Synchrotron Radiation Society), the Primo Levi Prize, and the Rossi Manaresi Medal (both from the Italian Chemical Society).

• 

  Laura Cartechini

  Senior researcher · CNR

  Laura Cartechini graduated in Chemistry from the University of Perugia and obtained a PhD in Chemical Sciences from the same university. She joined the National Research Council of Italy (CNR) in 2001, where she holds the position of senior researcher at the CNR’s Institute of Chemical Sciences and Technologies “Giulio Natta” (SCITEC). Her research focuses on the characterisation and conservation of historical, artistic, and archaeological materials through analytical approaches based on advanced spectroscopic techniques, including non-invasive methods and scanning/imaging techniques ranging from X-rays to the Visible (VIS), near-infrared (NIR), and mid-infrared (MIR) regions. Her work aims to investigate the chemical and physical properties of cultural heritage materials, assess their stability, and understand alteration and degradation processes in relation to environmental conditions.