Dc-stbc 13 - Ir - Raman

Spettrofotometria infrarossa

La spettrofotometria infrarossa (IR) è una tecnica molto nota in campo chimico e ha notevoli applicazioni anche nel campo dei beni culturali. Si tratta di una tecnica di analisi molecolare nella quale sono misurate transizioni tra livelli energetici vibrazionali, che richiedono energia corrispondente a radiazioni nella regione infrarossa dello spettro elettromagnetico, cioè tra 1 e 500 µmCon questa tecnica è possibile avere informazioni sui gruppi funzionali presenti nelle molecole che formano il campione e quindi, indirettamente, sulle molecole stesse. Le informazioni sono prevalentemente di tipo qualitativo; l’aspetto quantitativo è scarsamente sfruttato

Frequenza ( in Hz, sec-1)

Lunghezza d'onda (in nm o in m)

Numero d'onda: ( = 1/ in cm-1)

Frequenza = Numero d’onda x c (velocità della luce)

Campo spettrale della radiazione IR:

0.7 - 500 m (14000 - 20 cm-1)

0.7 - 2.5 m (14000 - 4000 cm-1): vicino IR (NIR)

2.5 - 20 m (4000 - 500 cm-1): medio IR (MIR)

20 - 500 m (500 - 20 cm-1): lontano IR (FIR)

L’energia in gioco

v

Infrarosso vibrazione delle molecole

L’energia delle radiazioni infrarosse è sufficiente per attivare anche transizioni energetiche rotazionali

•stretching: modificano le lunghezze dei legami. Distinti in:

– simmetrico

– asimmetrico

•bending: modificano gli angoli tra gli atomi. Distinti in:

– rocking

– scissoring

– wagging

– twisting

Moti vibrazionali delle molecole

IR: modi di vibrazione

Energia delle transizioniOgni transizione vibrazionale, come quelle elettroniche e rotazionali, ha una specifica energia che dà luogo ad un assorbimento della regione infrarossa in una specifica regione

Ogni gruppo funzionale può avere più modi vibrazionali che corrispondono ad energie diverse; allo stesso tempo gli assorbimenti dei differenti gruppi funzionali corrispondono ad energie simili anche se presenti in molecole diverse

Va considerato che, nonostante i modi di vibrazione di una molecola possano essere diversi, le regole della meccanica quantistica ci dicono che l’assorbimento di energia, e quindi la transizione tra due stati energetici vibrazionali, avviene solo se la vibrazione implica un cambiamento nel momento dipolare della molecola. Nel gergo della meccanica quantistica ciò equivale ad indicare un modo di vibrazione attivo o permesso

L’anidride carbonica

L’anidride carbonica, CO2, può avere i modi di vibrazione illustrati nella figura, con l’atomo di carbonio al centro. Questi moti sono responsabili dell’effetto serra che la CO2 esercita in atmosfera, assorbendo energia termica dalla terra. La vibrazione A, stretching simmetrico (~40 trilioni di vibrazioni/sec), non è attiva in quanto non cambia il momento dipolare; le altre vibrazioni sono invece attive

I segnali dello spettro di assorbimento IR della CO2 corrispondono ai modi di vibrazione permessi: quelli di bending, entrambi attorno a 666 cm-1, e quello di stretching asimmetrico a 2350 cm-1

Spettro IR della CO2

2350 cm-1

(stretching asimmetric

o)

666 cm-1

(bending)

1340 cm-1

(stretching simmetrico)

Lo stretching simmetrico del gruppo C=O, che dovrebbe essere a 1340 cm-1, nella CO2 non è attivo perchè in questa molecola non cambia il momento dipolare

Struttura fineSiccome l’energia delle radiazioni IR è più che sufficiente ad attivare le transizioni rotazionali, i segnali di assorbimento dovuti alle vibrazioni sono in realtà bande più o meno allargate. Se utilizziamo uno strumento ad elevata risoluzione, possiamo mettere in evidenza la struttura fine in cui la banda vibrazionale appare in realtà composta da più segnali, dovuti alle transizioni rotazionali

Lo stesso gruppo funzionale in differenti molecole presenta moti vibrazionali specifici, che si traducono in bande di assorbimento collocate a frequenze caratteristiche (frequenze di gruppo), influenzate solo marginalmente dalla complessità della struttura molecolare

Spettro IR della formaldeide (HCOH)

Esempio di spettro IRLa complessità dello spettro è tipica dell’analisi infrarossa ma è spesso un vantaggio. L’insieme dei gruppi funzionali identificati permette di risalire globalmente alla molecola, il cui spettro IR corrisponde ad un’impronta digitaleIl campione è irraggiato con un intervallo di compreso tra 2.5 e 20 µm (o compreso tra 4000 e 500 cm-1). Il 100% della scala di trasmittanza corrisponde ad assorbimento nullo

• le frequenze di stretching frequencies sono più alte di quelle di le frequenze di stretching frequencies sono più alte di quelle di bending, perchè è richiesta meno energia per piegare un legame bending, perchè è richiesta meno energia per piegare un legame piuttosto che per allungarlopiuttosto che per allungarlo

• i legami con idrogeno hanno frequenze di stretching più alte di i legami con idrogeno hanno frequenze di stretching più alte di quelli con atomi più pesantiquelli con atomi più pesanti

• i tripli legami hanno frequenze di stretching più alte di quelle i tripli legami hanno frequenze di stretching più alte di quelle corrispondenti dei doppi legami, a loro volta più alte dei corrispondenti dei doppi legami, a loro volta più alte dei corrispondenti legami singoli, es.corrispondenti legami singoli, es.

– C-C C-C 700-1200 cm 700-1200 cm-1-1

– C=C C=C 1620-1680 cm 1620-1680 cm-1-1

– C=C C=C 2260-3030 cm 2260-3030 cm-1-1

Frequenze di vibrazione

La frequenza che corrisponde ad una determinata vibrazione è La frequenza che corrisponde ad una determinata vibrazione è determinata dalla forza dei legami e dalla massa degli atomi determinata dalla forza dei legami e dalla massa degli atomi coinvolti. Alcune regole generali sono le seguenti:coinvolti. Alcune regole generali sono le seguenti:

Frequenze di gruppo

I principali gruppi funzionali sono illustrati nella figura sottostante in I principali gruppi funzionali sono illustrati nella figura sottostante in relazione alle frequenze di assorbimento. La regione 1450-600 cmrelazione alle frequenze di assorbimento. La regione 1450-600 cm-1-1 è normalmente difficile da interpretare e viene spesso chiamata è normalmente difficile da interpretare e viene spesso chiamata regione del regione del fingerprintfingerprint, essendo molto caratteristica da molecola a , essendo molto caratteristica da molecola a molecolamolecola

Spettrofotometri IR

Il campione è irraggiato Il campione è irraggiato con un intervallo più o con un intervallo più o meno ampio di meno ampio di ; le ; le assorbite corrispondono assorbite corrispondono ai gruppi funzionali delle ai gruppi funzionali delle molecole. La risposta è molecole. La risposta è visibile sotto forma di visibile sotto forma di spettro di assorbimento spettro di assorbimento o di o di trasmittanzatrasmittanza

Esempio di Esempio di spettrofotometro IR. Si spettrofotometro IR. Si tratta in genere di tratta in genere di strumenti molto strumenti molto compatti, dal costo compatti, dal costo limitatolimitato

Tipi di spettrofotometri IR

Gli spettrofotometri IR sono di due tipi:Gli spettrofotometri IR sono di due tipi:

•dispersividispersivi, in cui è presente un elemento che , in cui è presente un elemento che disperde sequenzialmente la radiazionedisperde sequenzialmente la radiazione

•a trasformata di Fourier, in cui l’acquisizione è a trasformata di Fourier, in cui l’acquisizione è contemporanea su tutto il range spettralecontemporanea su tutto il range spettrale

IR dispersivo

Attualmente gli spettrofotometri IR dispersivi sono Attualmente gli spettrofotometri IR dispersivi sono poco utilizzatipoco utilizzati

Spettrofotometri FT-IR

Gli spettrofotometri IR più Gli spettrofotometri IR più diffusi sono quelli a diffusi sono quelli a Trasformata di FourierTrasformata di Fourier, nei , nei quali, attraverso un sistema di quali, attraverso un sistema di raccolta della radiazione raccolta della radiazione luminosa noto come luminosa noto come Interferometro di MichelsonInterferometro di Michelson e e basato su uno specchio in basato su uno specchio in movimento, lo spettro IR è movimento, lo spettro IR è registrato registrato contemporaneamente in tutto contemporaneamente in tutto il range richiestoil range richiesto

Strumenti portatiliSono attualmente sul mercato Sono attualmente sul mercato diversi strumenti FTIR portatili diversi strumenti FTIR portatili che consentono di effettuare che consentono di effettuare analisi con buone prestazionianalisi con buone prestazioni

Preparazione dei campioni

L’analisi IR si può effettuare su campioni di varia natura:L’analisi IR si può effettuare su campioni di varia natura:

•campioni liquidi: si deposita una goccia su un supporto trasparente

•campioni solubili con proprietà filmogene: si genera un film per evaporazione da una soluzione

•campioni insolubili o solidi: polverizzazione e incorporamento in capsula di KBr

•materiale non campionabile: analisi superficiale

Metodi per l’acquisizione di spettri IR

Tecnica Segnale

Trasmissione Trasmittanza

Riflessione speculare

Riflettanza

Riflessione diffusa Riflettanza

Riflessione totale Riflettanza

ad

atte

in situ

Trasmissione

•campioni solidi, liquidi e gassosi

•vale la legge di Lambert-Beer

•non adatta per materiali non campionabili o troppo spessi

gas: nessuna preparazione

liquidi: nessuna preparazione, diluizione

solidi: nessuna preparazione, dissoluzione, diluizione, pastiglia con KBr (trasparente all’IR)

I0 I

Segnale: trasmittanza (T) = I / I0 oppure assorbanza (Abs) = log 1/T

Riflessione speculare

•campioni solidi riflettenti

•anche di grandi dimensioni

•non distruttiva

•è necessario ottimizzare

Adatta per l'analisi di sezioni pittoriche.

Lo spettro di riflettanza viene trasformato in uno spettro simile a quelli in trasmittanza attraverso la trasformazione di Kramers-Kronig, che tiene conto degli indici di rifrazione e dei parametri di assorbimento dei materiali coinvolti.

Riflessione diffusa (DRIFTS)

•campioni solidi non riflettenti

•anche di grandi dimensioni

•polveri e liquidi

•non distruttiva

Viene registrato lo spettro della radiazione diffusa escludendo la componente speculare.

Lo spettro di riflettanza, attraverso la trasformazione di Kubelka-Munk, viene trasformato in uno spettro simile a quelli in trasmittanza.

Utilizzo di fibre ottiche

Le fibre ottiche sono sfruttate vantaggiosamente per le Le fibre ottiche sono sfruttate vantaggiosamente per le misure FTIR in riflettanza. Attraverso l’impiego di sonde è misure FTIR in riflettanza. Attraverso l’impiego di sonde è possibile irraggiare il campione e raccogliere la radiazione possibile irraggiare il campione e raccogliere la radiazione diffusa; entrambe le radiazioni possono viaggiare su fibrediffusa; entrambe le radiazioni possono viaggiare su fibre

Ovviamente il grande vantaggio dell’impiego delle fibre Ovviamente il grande vantaggio dell’impiego delle fibre ottiche consiste nella possibilità di effettuare analisi ottiche consiste nella possibilità di effettuare analisi in situin situ, , totalmente non distruttive e senza toccare il campione; totalmente non distruttive e senza toccare il campione; inoltre non ci sono vincoli dovuti alla forma del campioneinoltre non ci sono vincoli dovuti alla forma del campione

Normalmente le fibre ottiche impiegate negli strumenti FTIR Normalmente le fibre ottiche impiegate negli strumenti FTIR sono vetri a calcogenuro (As-Se-Te) o calcoalogenuro. Esse sono vetri a calcogenuro (As-Se-Te) o calcoalogenuro. Esse devono avere elevata purezza per evitare l’attenuazione del devono avere elevata purezza per evitare l’attenuazione del segnale. Tuttavia, nessuna delle fibre attualmente disponibili segnale. Tuttavia, nessuna delle fibre attualmente disponibili è in grado di coprire l’intero range del medio infrarosso; con i è in grado di coprire l’intero range del medio infrarosso; con i vetri a calcogenuro si arriva al massimo ad un intervallo vetri a calcogenuro si arriva al massimo ad un intervallo 4000-900 cm4000-900 cm-1-1

Sonde per riflettanza diffusa

La sonda per riflettanza diffusa può essere costituita da una La sonda per riflettanza diffusa può essere costituita da una fibra ottica per l’irraggiamento e una per la raccolta della fibra ottica per l’irraggiamento e una per la raccolta della radiazione diffusaradiazione diffusa

Riflettanza totale attenuata (ATR) o spettroscopia di riflessione interna (IRS)

Adatta per qualsiasi materiale che possa essere posizionato a diretto contatto col supporto per la riflessione internaIl campione è posizionato su un supporto

costituito da un cristallo con elevato indice di rifrazione (AgCl, ZnSe o bromoioduro di silicio, germanio e tallio ).

Il raggio viene riflesso più volte sulla superficie interna del cristallo e quindi sul campione, generando uno spettro di riflettanza del campione stesso.

Principio dell’ATRNella modalità ATR i raggi infrarossi sono diretti all’interno di un Nella modalità ATR i raggi infrarossi sono diretti all’interno di un cristallo ad alto indice di rifrazione. I raggi, riflettendosi sulla cristallo ad alto indice di rifrazione. I raggi, riflettendosi sulla superficie interna del cristallo, creano un’onda evanescente che si superficie interna del cristallo, creano un’onda evanescente che si proietta ortogonalmente sul campione posto in stretto contatto con proietta ortogonalmente sul campione posto in stretto contatto con il cristalloil cristalloParte dell’energia dell’onda è Parte dell’energia dell’onda è assorbita dal campione e la assorbita dal campione e la radiazione riflessa è radiazione riflessa è restituita al rivelatore, restituita al rivelatore, originando uno spettro di originando uno spettro di riflettanzariflettanza

Per ottenere lo spettro, è Per ottenere lo spettro, è quindi necessario porre il quindi necessario porre il cristallo ATR a contatto con cristallo ATR a contatto con la superficie del campione. la superficie del campione. La risposta analitica proviene La risposta analitica proviene da uno strato di 2-3 µm del da uno strato di 2-3 µm del campionecampione

Differenza tra ATR e trasmittanza

Gli spettri IR in modalità ATR sono simili a quelli registrati in Gli spettri IR in modalità ATR sono simili a quelli registrati in trasmittanza (e quindi in assorbanza). Ci sono differenze sottili, in trasmittanza (e quindi in assorbanza). Ci sono differenze sottili, in particolare le bande a frequenze basse avranno valori di particolare le bande a frequenze basse avranno valori di assorbanza maggiori rispetto a quelle a frequenze alte; assorbanza maggiori rispetto a quelle a frequenze alte; normalmente i software di gestione degli strumenti sono in grado di normalmente i software di gestione degli strumenti sono in grado di compensare queste differenzecompensare queste differenze

Sonde ATR

Sonda ATR per strumento Sonda ATR per strumento portatile o con fibra otticaportatile o con fibra ottica

Accessorio ATR per Accessorio ATR per strumento da bancostrumento da banco

Strumento portatile con ATRLo strumento FTIR portatile mostrato in figura è dotato di sonda Lo strumento FTIR portatile mostrato in figura è dotato di sonda ATR a inclinazione variabile che permette di effettuare analisi ATR a inclinazione variabile che permette di effettuare analisi superficiali senza vincoli di ingombro del campione. L’area superficiali senza vincoli di ingombro del campione. L’area analizzata ha un diametro di 1 mm. Range spettrale: 4000-650 cmanalizzata ha un diametro di 1 mm. Range spettrale: 4000-650 cm-1-1

Non essendo Non essendo impiegate fibre impiegate fibre ottiche ma lenti ottiche ma lenti per trasmettere per trasmettere la radiazione la radiazione luminosa, non ci luminosa, non ci sono limitazioni sono limitazioni al range al range spettrale spettrale analizzabile se analizzabile se non in funzione non in funzione del cristallo ATRdel cristallo ATR

Materiali per sonde ATR

Esistono sul mercato tipi diversi di cristalli ATR:Esistono sul mercato tipi diversi di cristalli ATR:• Seleniuro di zinco: per applicazioni di routineSeleniuro di zinco: per applicazioni di routine• AMTIR: un vetro a base di selenio, germanio e arsenico, AMTIR: un vetro a base di selenio, germanio e arsenico,

molto resistente ad agenti chimici aggressivimolto resistente ad agenti chimici aggressivi• Germanio: adatto per analisi di materiali con elevati Germanio: adatto per analisi di materiali con elevati

assorbimentiassorbimenti• Silicio: duro e fragile, chimicamente inerte, adatto per Silicio: duro e fragile, chimicamente inerte, adatto per

applicazioni a temperatura variabile, resistene a campioni applicazioni a temperatura variabile, resistene a campioni molto abrasivimolto abrasivi

• Diamante: il più duro dei materiali disponibili per ATR, Diamante: il più duro dei materiali disponibili per ATR, adatto a qualsiasi campione, ha però costo elevato e adatto a qualsiasi campione, ha però costo elevato e assorbe tra 2300 e 1800 cmassorbe tra 2300 e 1800 cm-1-1

Applicazioni per i beni culturali

•caratterizzazione di materiali coloranti e di leganti

•identificazione di prodotti di degradazione

•monitoraggio di processi di degrado

•caratterizzazione di materiali protettivi

Spettro IR di Blu oltremare

Spettro IR di Blu di Prussia

Spettro IR di Smalto

Caratterizzazione di pigmenti a base di ossidi di ferro

Vetri medievaliNella figura sono riportati gli Nella figura sono riportati gli spettri in modalità µ-FTIR-ATR su spettri in modalità µ-FTIR-ATR su campioni di vetri prelevati da campioni di vetri prelevati da vetrate del monastero di Batalha vetrate del monastero di Batalha (Portogallo, XV secolo), in (Portogallo, XV secolo), in differenti condizioni di degradodifferenti condizioni di degrado

Lo spettro c) risulta il meno Lo spettro c) risulta il meno degradato, probabilmente degradato, probabilmente perchè meno esposto. Le bande perchè meno esposto. Le bande principali a 995 cmprincipali a 995 cm−1−1 e 930 cm e 930 cm−1−1 sono dovute ai legami Si-Osono dovute ai legami Si-O

Negli spettri a) e b) è presente una banda a 1300–1600 cmNegli spettri a) e b) è presente una banda a 1300–1600 cm−1−1 dovuta alla dovuta alla presenza di carbonato e/o ossalato di calcio, due prodotti di degradazione presenza di carbonato e/o ossalato di calcio, due prodotti di degradazione dovuti rispettivamente all’azione dell’umidità e della COdovuti rispettivamente all’azione dell’umidità e della CO22 atmosferica atmosferica disciolta e all’azione di microorganismidisciolta e all’azione di microorganismi

Inoltre è possibile osservare in tutti gli spettri una banda larga a 3400 cmInoltre è possibile osservare in tutti gli spettri una banda larga a 3400 cm−1−1 dovuta allo stretching del gruppo O–H che indica un livello significativo di dovuta allo stretching del gruppo O–H che indica un livello significativo di idratazione della superficie. La combinazione della presenza di ioni COidratazione della superficie. La combinazione della presenza di ioni CO33

2-2- e e OHOH−− nei vetri è normalmente indice di corrosione dovuta ad ambienti umidi nei vetri è normalmente indice di corrosione dovuta ad ambienti umidi

Vantaggi dell’IR

•versatilità: può dare informazioni strutturali su un ampio range di materiali

– organici ed inorganici

– cristallini e non cristallini

– monomeriche o polimeriche

•rapidità di esecuzione

•accuratezza e precisione

•sensibilità discreta

•costi relativamente economici

Schema di separazione con solventi di un campione di materiale pittorico

esano(apolare)

acetone(polare)

toluene(aromatico)

acqua

campione

solubile in

no nonono

cere e olii•paraffina•olio minerale•ceresina•carnauba•cera d'api

plastificanti

insolubile in diclorometanoacetato di cellulosanitrocellulosa metilcellulosaetilcellulosapolivinilcloruroalcuni uretaniepossidici (monomeri)

solubile in diclorometanopolistirenepolivinilacetatoacrilicisiliconiciresine naturalicera d'apiplastificanti

polivinilcloruroresine naturalipolistirenepolietilenepolipropilenepolibutadienepolisoprenegomme naturaliesteri di cellulosapoliesteri

saliproteinepolisaccaridi•amido, destrine•pectine, gommepolivinilalcolmetilcellulosa

acido formico(acido)

alcuni mineralinylonolii siccativi

pigmentiproteine (uovo)teflonuretaniepossidici (polimeri)

si sisisi

si

no

Spettroscopia Raman

Essa può fornire informazioni sulla composizione molecolare, i legami, l’ambiente chimico, la fase e la struttura cristallina dei campioni in esame, ed è quindi adatta all’analisi di materiali in più forme: gas, liquidi e solidi amorfi o cristallini

La spettroscopia Raman è forse la tecnica di analisi molecolare più potente tra quelle attualmente disponibili per l’analisi dei beni culturali

Spettroscopia Raman

La tecnica sfrutta un fenomeno fisico scoperto nel 1928 dal fisico Indiano C.V. Raman, che gli valse il premio Nobel nel 1931. Egli scoprì che una piccola frazione della radiazione diffusa da certe molecole aveva energia diversa da quella della radiazione incidente, e che la differenza di energia era legata alla struttura chimica delle molecole responsabili della diffusione: l’effetto Raman, appunto

Il principio su cui si basa la tecnica Raman è la diffusione di una radiazione monocromatica incidente sul campione. Le informazioni ottenibili derivano dal modo con cui questo fenomeno avviene

•assorbita se ha energia pari ad una possibile transizione ad un livello energetico superiore (es. Uv-vis, IR);

• riflessa se non interagisce con la materia;

•diffusa se interagisce senza causare transizioni energetiche

Quando una radiazione monocromatica incide sulla superficie di un oggetto, la radiazione può essere:

Diffusione della luceConsiderando l’interazione luce-materia in termini di particelle, possiamo immaginarla come una collisione tra i fotoni e le particelle che formano il campione irraggiato. I fotoni che interagiscono con le particelle del campione e vengono retrodiffusi possono essere di due tipi:

•se la diffusione avviene per interazione elastica, cioè senza trasferimento netto di energia, i fotoni (ovvero la radiazione diffusa) hanno la stessa energia di quelli incidenti: questo fenomeno è noto come diffusione Rayleigh e costituisce l’evento più frequente

•se la diffusione è conseguenza di una interazione anelastica, cioè con trasferimento di energia dal fotone ad una particella o viceversa, il fotone diffuso ha energia rispettivamente minore o maggiore di quello incidente: questo è la diffusione Raman o effetto Raman, che avviene su un numero assai limitato di eventi, circa 1 su 106

Effetto RamanSia nelle interazioni elastiche, che generano la diffusione Rayleigh (a), sia in quelle anelastiche (b, c), possiamo immaginare che le molecole colpite passino ad uno stato energetico virtuale h0, non quantizzato, da cui decadono emettendo fotoni. L’interazione anelastica ha due possibilità:• la molecola decade ad uno

stato vibrazionale eccitato h0-h1, emettendo un fotone ad energia minore di quello incidente (b)

• la molecola già presente in uno stato vibrazionale eccitato h1 decade dallo stato virtuale allo stato fondamentale emettendo un fotone ad energia h0+h1, maggiore di quella incidente (c)

Spettro Raman

Lo spettro Raman di una molecola irraggiata da luce monocromatica è caratterizzato da tre tipi di segnali:

A temperatura ambiente, il livello vibrazionale fondamentale è più popolato, quindi le linee Stokes sono più intense delle anti-Stokes. Inoltre, le linee Stokes e quelle anti-Stokes sono simmetriche rispetto alla linea Rayleigh (differiscono entrambe di h1 rispetto alla Rayleigh)

• la radiazione Rayleigh, nettamente la più intensa dello spettro, avente la stessa lunghezza d’onda della radiazione incidente ed energia h0

• i segnali corrispondenti alle interazioni anelastiche in cui sono emessi fotoni ad energia minore di quelli incidenti: le cosiddette linee Stokes, con energia h0-h1

• i segnali corrispondenti alle interazioni anelastiche in cui sono emessi fotoni ad energia maggiore di quelli incidenti: le cosiddette linee antiStokes , con energia h0+h1

Spettro Raman

Informazione dallo spettro Raman

Le informazioni che lo spettro Raman di una molecola può dare discendono quasi esclusivamente dalle righe Stokes. La radiazione Rayleigh non fornisce alcuna informazione in quanto ha la stessa energia in ogni campione; le righe anti-Stokes sono generalmente di intensità troppo bassa per essere rivelate e possono essere sfruttate soltanto per indicare la temperatura del campione in base al rapporto con l’intensità delle righe StokesLe righe Stokes, invece, sono legate ai gruppi funzionali della molecole del campione e ai loro modi di vibrazione, in maniera analoga alla spettroscopia infrarossa (pur con meccanismi diversi), e sono quindi sfruttate a scopo diagnostico per identificare qualitativamente i composti presenti nel campione; anche nella spettroscopia Raman l’aspetto quantitativo è scarsamente preso in considerazione in quanto la disomogeneità della superficie analizzata può inficiare la riproducibilità di una misura

Esempio di spettro RamanNello spettro Raman si ha in ordinata l’intensità di emissione luminosa e in ascissa la frequenza assoluta in cm-1 oppure, più comunemente, lo spostamento Raman o Raman shift, cioè la differenza in numeri d’onda tra la radiazione osservata e la radiazione incidente:

= (oss - inc) cm-1

N.B. l’energia associata alla vibrazione è soltanto il , non la o la assoluta!

Normalmente la parte dello spettro con i segnali Stokes, quella più informativa, è indicata per semplicità in cm-1 positivi, benchè si tratti in realtà di differenze negative

Esempio: eccitazione con = 488 nm (equivalente a = 20492 cm-1), segnale Raman a 60 cm-1

1.E+00

1.E+01

1.E+02

1.E+03

1.E+04

1.E+05

1.E+06

1.E+07

-20 0 20 40 60 80

Raman shif t (cm-1)

Inte

nsit

à

20450 20500 20550 20600

Numeri d'onda (cm-1)Rayleigh

Raman

Frequenze di gruppo Raman

I segnali Raman corrispondenti ai vari legami chimici sono ovviamente collocati nelle stesse regioni spettrali descritte per la spettroscopia infrarossa, fatte salve le differenze dovute alle regole di selezione

Per quanto riguarda la determinazione di sostanze inorganiche, i segnali Raman relativi ai legami metallo-legante sono generalmente nel range 100-700 cm-1, una regione spettrale di difficile utilizzo nell’IR

Confronto Raman - IRLe differenze energetiche tra la radiazione incidente, e quindi la radiazione Rayleigh, e le radiazioni Raman corrispondono in termini di lunghezze d’onda alla regione del medio infrarosso o MIR, ovvero nell’intervallo 2.5-50 µm (o nell’intervallo di numeri d’onda 4000-200 cm-1). Per questo motivo, in alcuni casi lo spettro Raman e quello infrarosso di una sostanza possono essere simili in quanto entrambi risultano da cambiamenti vibrazionali quantizzati

Confronto Raman - IRTuttavia, le due tecniche sono più complementari che competitive. Innanzitutto, i fenomeni che stanno alla base delle tecniche sono diversi (assorbimento selettivo di radiazioni che provocano transizioni energetiche nell’IR, diffusione anelastica della luce nel Raman). Inoltre le cosiddette regole di selezione, che determinano quali modi di vibrazione sono attivi e quali no, sono diverse: nell’IR sono assorbite energie che provocano cambiamenti nel momento di dipolo di una molecola, mentre nel Raman è richiesto un cambiamento della sua polarizzabilità, proprietà legata alla possibilità di distorsione della nuvola elettronica. In conseguenza di ciò, alcuni modi di vibrazione sono attivi nell’IR e non nel Raman e viceversa

A vantaggio della tecnica Raman sono il fatto che l’acqua e il vetro non causano interferenze, diversamente dall’IR, e che le linee dello spettro Raman sono generalmente più strette e quindi più semplici da identificare. A vantaggio della tecnica IR è invece il fatto che gli spettri siano solitamente più ricchi di segnali e quindi la tecnica risulta di più generale applicazione

Esecuzione di una misura RamanPer ottenere lo spettro Raman di un campione si utilizza una

sorgente monocromatica con lunghezza d’onda nel vicino UV, nel visibile o nel vicino infrarosso (NIR). Attualmente sono impiegate sorgenti LASER; alcuni esempi sono i seguenti:

La radiazione laser è focalizzata sul campione; le radiazioni diffuse dalla superficie sono raccolte, rivelate dal detector e mostrate sotto forma di spettro

•Laser UV, 244 o 325 nm

•Laser ad Argon, 488.0 nm o 514.5 nm

•Laser a He-Ne, 632.8 nm

•Laser a rubino, 694.3 nm

•Laser Nd-YAG (ittrio–alluminio–granato drogato con neodimio), 1064 nm

Utilizzo di laser diversiÈ importante sottolineare che lo spostamento Raman, per un dato legame ed un determinato modo di vibrazione, è indipendente dalla di eccitazione, cioè dalla lunghezza d’onda del laser, ma dipende esclusivamente dalla differenza tra due stati vibrazionali per un dato legame. Gli spettri Raman espressi in unità di Raman shifts sono in teoria identici con qualunque laser vengano prodotti e sono confrontabili anche se prodotti con strumenti Raman diversi

Tuttavia, per motivi non semplici da spiegare, è possibile che l’utilizzo di laser diversi su uno stesso campione generi segnali Raman nelle stesse posizioni ma con intensità diverse: ad esempio, nella caratterizzazione di pigmenti, si verifica sperimentalmente che il laser verde (514.5 nm) è più adatto nell’ottenere spettri di pigmenti blu e verdi, mentre il laser rosso (632.8 nm) è più adatto per pigmenti rossi e gialli. In certi casi questa differenza è talmente marcata che alcuni pigmenti non forniscono alcun spettro se non sono irraggiati con il laser più opportuno

Qual è il laser migliore?La frequenza del laser impiegato, e quindi l’energia irraggiata sul campione, influenzano in maniera decisiva lo spettro Raman che si può ottenere. È necessario tenere conto dei seguenti aspetti:• l’intensità di emissione Raman è proporzionale alla quarta

potenza della frequenza della sorgente: in altre parole, l’emissione ottenibile con un laser UV a 244 nm (40984 cm-

1) in teoria è enormemente più intensa di quella ottenibile con un laser NIR a 1064 nm (9399 cm-1)

• l’energia in gioco con laser a più alta frequenza (UV, visibile) è in grado di attivare nel campione transizioni elettroniche non desiderate che possono generare fenomeni di fluorescenza e produrre spettri di difficile lettura; questi fenomeni sono meno evidenti con laser meno energetici come il NIR

•un altro inconveniente dei laser ad alta frequenza è il danno che possono causare ai campioni durante l’irraggiamento, causando fotodecomposizione e quindi emissione di spettri Raman anomali

Esempio

Nell’esempio si nota in maniera evidente come la radiazione laser scelta per eccitare il campione, in questo caso un colorante, possa dare risultati pessimi (spettro nullo, sopra) o ottimi (spettro composito, sopra)

Raman risonanteNella spettroscopia Raman normale la radiazione laser impiegata ha energia diversa da quella necessaria per attivare transizioni energetiche nel campione. In condizioni particolari l’intensità delle linee Raman può essere incrementata se la radiazione eccitatrice ha energia vicina a quella necessaria per attivare una transizione elettronica di una molecola del campione, cioè in condizioni di risonanza elettronica. Questo può aumentare l’intensità delle linee Raman di un fattore 102-106, con notevoli vantaggi nell’interpretazione degli spettri e nell’identificazione di sostanze anche a basse concentrazioni

La teoria legata alla risonanza Raman è alquanto complicata ed è quindi difficile prevedere in quali condizioni (cioè con quali sorgenti laser e per quali campioni) si abbia risonanza; empiricamente si può stimare che sostanze colorate possano beneficiare dell’effetto di incremento impiegando laser di colore complementare, es. un laser verde (632.8 nm) nell’analisi di un rubino

Raman risonante

A destra spettri Raman dello ione uranile (UO22+) con tre

laser diversi; lo ione ha un massimo di assorbimento a 430 nm

Profondità di campionamento

Dal punto di vista della profondità di campionamento, l'analisi effettuata con uno spettrometro Raman è di tipo superficiale: le informazioni provengono da uno strato spesso alcuni µm posto sulla superficie. Da ciò è facile capire che le applicazioni più utili della spettrometria Raman sono quelle in cui si è interessati a caratterizzare le proprietà superficiali di un campione, es. i prodotti di degradazione, i pigmenti su un dipinto o su un manoscritto, ecc.Alcuni strumenti hanno la possibilità di variare la profondità di campionamento mediante un dispositivo noto come confocalità, che permette di ricevere l’informazione da pacchetti a spessore variabile dal campione, a patto che questo sia trasparente alla radiazione laser

Negli spettrometri Raman dotati di microscopio l'area interessata dall’analisi può essere limitata a poche unità fino ad alcune centinaia di µm2, a seconda del laser e dell'obiettivo utilizzati. Gli obiettivi normalmente impiegati sono 10x, 20x, 50x, 80x e 100x

A fronte di questa capacità di risoluzione spaziale risulta obbligatorio sapere esattamente dove si sta effettuando la misura per evitare errori macroscopici; per questo motivo i microscopi Raman sono dotati di una telecamera coassiale con il laser, che permette di visualizzare l'area su cui si sta puntando

Microscopia Raman

Analisi di un pigmento di aspetto macroscopicamente grigio

L’immagine al microscopio con obiettivo 100x (1000 ingrandimenti) chiarisce l’importanza dell’utilizzo del microscopio nell’analisi Raman: i singoli grani possono essere caratterizzati separatamente

Microscopia Raman

Spettrometri RamanCome per la spettroscopia infrarossa, anche in quella Raman sono utilizzati due tipi di strumenti: quelli dispersivi, in cui la radiazione diffusa dal campione viene dispersa sequenzialmentecon un sistema monocromatore chiamato reticolo, e quelli a Trasformata di Fourier o FT-Raman, in cui lo spettro Raman è raccolto contemporaneamente su tutto l’intervallo di interesse utilizzando l’algoritmo matematico omonimo

La focalizzazione del Laser sul campione è possibile attraverso un sistema ottico semplice (specchi o lenti) oppure, come detto in precedenza, attraverso l’impiego di un microscopio

Schema di uno strumento Raman dispersivo

Spettrometro FT-Raman da banco

Inconveniente: rivelatore al Germanio raffreddato con azoto liquido (negli strumenti dispersivi è un CCD)

Spettrometri Raman/FT-IR

Tecniche complementari, comparti campione separati

µRaman e FTIR-ATR combinati, agiscono sullo stesso campione

Combinato Raman-SEM

Esegue sul campione sia l’analisi molecolare (Raman) sia l’analisi elementare (SEM-EDS) o morfologica (SEM)

Spettrometri Raman portatiliOltre agli strumenti Raman da banco esistono attualmente strumenti portatili, generalmente dispersivi, che attraverso l’impiego di fibre ottiche consentono dieffettuare misure in situ non distruttive senza manipolazione del campione. Le potenzialità di questi strumenti sono ottime per quanto le prestazioni non siano paragonabili a quelle degli strumenti da banco. N.B. le fibre ottiche, diversamente al loro uso nell’IR, non tagliano le radiazioni Raman (che sono radiazioni UV-vis-NIR)

Analisi senza vincoli di ingombroUno dei vantaggi dell’impiego di strumenti Raman portatili Uno dei vantaggi dell’impiego di strumenti Raman portatili

rispetto agli strumenti da banco è la possibilità di effettuare rispetto agli strumenti da banco è la possibilità di effettuare analisi su campioni molto ingombranti, che non potrebbero analisi su campioni molto ingombranti, che non potrebbero essere inseriti nel comparto portacampione di uno strumento essere inseriti nel comparto portacampione di uno strumento da banco: l’utilizzo di una sonda esterna consente di non da banco: l’utilizzo di una sonda esterna consente di non avere vincoliavere vincoli

Nell’esempio illustrato è Nell’esempio illustrato è effettuata un’analisi su effettuata un’analisi su un manoscritto di un manoscritto di dimensioni notevoli, che dimensioni notevoli, che non potrebbe essere non potrebbe essere alloggiato su uno alloggiato su uno strumento da bancostrumento da banco

Analisi in situ di affreschi

Nell’esempio illustrato è Nell’esempio illustrato è effettuataeffettuata

Un’altra applicazione limitata agli strumenti portatili è l’analisi degli affreschi. La Un’altra applicazione limitata agli strumenti portatili è l’analisi degli affreschi. La caratterizzazione dei pigmenti è molto importante per collocare storicamente il caratterizzazione dei pigmenti è molto importante per collocare storicamente il manufatto e per decidere il miglior intervento restaurativo. In questo caso, se non è manufatto e per decidere il miglior intervento restaurativo. In questo caso, se non è possibile effettuare un prelievo di campione, l'uso di uno spettrometro Raman portatile possibile effettuare un prelievo di campione, l'uso di uno spettrometro Raman portatile costituisce il modo più sicuro per identificare i pigmenticostituisce il modo più sicuro per identificare i pigmenti

Analisi di oggetti inamovibili

L’analisi in situ può essere applicata vantaggiosamente alla caratterizzazione di L’analisi in situ può essere applicata vantaggiosamente alla caratterizzazione di oggetti che, per il loro valore, non possono essere movimentatioggetti che, per il loro valore, non possono essere movimentati

Limiti del Raman portatile

Per ottenere uno spettro Raman ottimale, il campione deve essere posto alla corretta Per ottenere uno spettro Raman ottimale, il campione deve essere posto alla corretta distanza focale dell’obiettivo. Negli strumenti da banco ciò è realizzato con uno stage distanza focale dell’obiettivo. Negli strumenti da banco ciò è realizzato con uno stage che permette di effettuare movimenti micrometrici nelle direzioni xyz; inoltre il che permette di effettuare movimenti micrometrici nelle direzioni xyz; inoltre il portacampione è solidale con lo strumento e non risente di vibrazioni esterne. Negli portacampione è solidale con lo strumento e non risente di vibrazioni esterne. Negli strumenti portatili, con cui normalmente si analizzano oggetti inamovibili, è possibile strumenti portatili, con cui normalmente si analizzano oggetti inamovibili, è possibile movimentare la sonda per ottenere la messa a fuoco corretta, tuttavia, siccome il movimentare la sonda per ottenere la messa a fuoco corretta, tuttavia, siccome il campione non è solidale con lo strumento, c’è una forte possibilità che vibrazioni campione non è solidale con lo strumento, c’è una forte possibilità che vibrazioni esterne inficino la misura causando la perdita di messa a fuocoesterne inficino la misura causando la perdita di messa a fuoco

Radiazione laserRadiazione laserPiano di messa a Piano di messa a fuocofuoco

MicroscopioMicroscopio

Tra le tecniche di analisi molecolare, la spettrometria Raman è quella dotata di migliore risoluzione spaziale: può arrivare a distinguere due punti distanti 1 µm

Risoluzione spaziale

Applicazioni per i beni culturali

• Materiali coloranti

– caratterizzazione di pigmenti e coloranti

– caratterizzazione di leganti

• Ceramiche

– caratterizzazione di pigmenti su superfici

– caratterizzazione di fasi cristalline T cottura

• Lapidei

– caratterizzazione di fasi cristalline

• Organici

– sostanze di varia natura (adesivi, ornamentali, residui, ecc.)

• Identificazione di prodotti di degradazione

– su superfici pittoriche

– su vetri, ceramiche, metalli, lapidei

Per quanto riguarda la lettura degli spettri Raman, lo spettroscopista esperto sa interpretare lo spettro in termini di gruppi funzionali, mentre l'utente può riconoscere la sostanza che ha prodotto lo spettro Raman in base al confronto con una banca dati. Esistono in letteratura molti database di spettri Raman, di cui alcuni di interesse per il campo dei beni culturali:

• www.chem.ucl.ac.uk/resources/raman/index.html

•archivio di spettri Raman di pigmenti, uno dei primi e più importanti siti web dedicati all’analisi di pigmenti, gestito dallo University College London e in particolare dal Prof. R.J Clark, forse il massimo esperto di Raman e pigmenti

• www.fis.unipr.it./~bersani/raman/raman/spettri.htm

•archivio di spettri di minerali, riferimento importante sia per i pigmenti sia per i materiali lapidei

• minerals.gps.caltech.edu/files/raman/Caltech_data/index.htm

•archivio di spettri di minerali del California Institute of Technology

Per valutare la capacità diagnostica della spettrometria Raman è sufficiente confrontare gli spettri ottenibili da pigmenti rossi aventi composizione chimica differente

Spettri Raman di tre forme cristalline dell’ossido di titanio: anatasio (tetragonale), brookite (ortorombica) e rutilo (tetragonale)

Spettri TiO2

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 200 400 600 800 1000 1200

Raman shift (cm- 1)

Inte

nsit

à Anatasio

Brookite

Rutilo

Un'applicazione interessante del Raman è quella dell'analisi dei manoscritti: è possibile effettuare la misura direttamente sull'oggetto, rivelando gli inchiostri e i leganti utilizzati. La misura è fatta mediante una sonda che porta la radiazione laser sul campione e raccoglie il segnale Raman emesso dal materiale analizzato (sx) oppure ponendo il manoscritto nel portacampione di uno strumento da banco (dx), se la geometria lo permette. In entrambi i casi il campione non subisce danni

Analisi di manoscritti

Oltre all’identificazione di gemme, è possibile determinare la composizione di inclusioni naturali in pietre, di inclusioni artificiali (impiegate per riempire cavità) e di collanti (impiegati per unire due o più frammenti di pietra in modo da ottenere fraudolentemente una pietra più grossa)

Autenticazione di pietre preziose

La spettrometria Raman è impiegata nel riconoscimento (e quindi nell’autenticazione) di pietre preziose. Grazie al suo elevatissimo potere diagnostico, è diventata tecnica di routine nei grandi laboratori di analisi gemmologica

L’autenticazione è legata all’identificazione di pigmenti compatibili con l’epoca egiziana. L’analisi è stata effettuata da R.J. Clark dell’UCL di Londra

Autenticazione di papiri egizianiL’analisi Raman è stata spesso utilizzata per identificare falsi documenti. Nel caso qui descritto, sei papiri appartenenti ad una collezione privata sono stati portati a Londra nel 1998 per essere messi all’asta. Essi erano attributi all’epoca di Ramsete II (XIII secolo a.C.) e all’epoca di Cleopatra (I secolo a.C.)

Autenticazione di papiri egiziani

Insieme ai sei papiri sospetti è stato analizzato un papiro autentico della XVIII dinastia, quella di Ramsete II, proveniente dal Petrie Museum, per avere un confronto sui pigmenti utilizzati che dovrebbero costituire un gruppo piuttosto ristretto.

Autenticazione di papiri egizianiColore Pigmento Anno Papiri

Cleopatra Ramsete Lotus Nef ertari Coppia 3 Regine Petrie Bianco Anatasio 1923 SI SI Calcare antico SI Blu Blu Egiziano antico SI Blu di f talocianina 1935 SI SI SI Blu oltremare sintetico 1828 SI SI Blu di Prussia 1704 SI Bronzo rame antico Giallo Giallo Hansa 1910 SI SI Nero Carbone antico SI Oro lega rame-zinco antico SI

Rosso a base organica ? SI SI Ocra rossa antico SI SI SI SI Orpimento antico SI PR 112 (-naf tolo) 1939 SI SI SI SI Pararealgar antico SI Verde Malachite antico SI Verde di f talocianina 1936 SI

Come si nota dalla tabella, nei papiri da autenticare (sfondo giallo) l’analisi delle parti colorate ha mostrato la presenza di pigmenti incompatibili con l’attribuzione temporale dei documenti, a differenza del papiro autentico (sfondo verde)

Autenticazione di papiri egiziani

Nelle parti colorate in rosso, l’unico pigmento utilizzato in epoca Egiziana e qui identificato è l’ocra rossa; non ci sono tracce di vermiglio, orpimento o realgar, tre pigmenti di diffuso impiego, nè di pararealgar, un prodotto della degradazione fotolitica del realgar, che si identifica invece nel papiro autentico Petrie insieme all’orpimento. Si registra invece la presenza di un colorante di natura organica che corrisponde al composto Pigment Red 112, a base di -naftolo

Autenticazione di papiri egiziani

Nelle parti colorate in blu non si rileva in alcun caso, tranne che per il papiro Petrie, la presenza di Blu Egiziano, il più classico dei blu in epoca Egiziana, ma sono identificati alcuni pigmenti di epoca moderna. In due casi si identifica la presenza di Blu oltremare, tuttavia l’immagine al microscopio evidenzia che esso è composto da piccole particelle di dimensioni uniformi e forma circolare regolare, una caratteristica tipica del pigmento di origine sintetica e non di quello di origine naturale ottenuto dal minerale lapislazzuli. Quest’ultimo pigmento, infatti, si ottiene per macinazione meccanica del minerale e non può avere a livello microscopico le caratteristiche descritte; inoltre è noto che in Egitto il lapislazzuli era utilizzato come pietra decorativa più che come pigmento

Vinland Map

La pergamenta nota come Vinland Map è una mappa del mondo eurocentrico, conservata presso la biblioteca della Yale University (USA). Sarebbe databile al XV secolo

Vinland Map

Gli studiosi hanno dibattuto per diversi decenni sull'autenticità della mappa, rinvenuta nel 1957; le tesi a favore e contro la sua autenticità sono state sostenute con molto fervoreFinalmente, nel 2001 la pergamena fu analizzata da R. Clark e K. Brown, ricercatori dei Christopher IngoldLaboratories dello University College di Londra

Vinland Map

Le analisi vennero effettuate in più punti, utilizzando uno strumento Raman portatile con laser rosso ( = 632.8 nm)

Due colori erano presenti sulla pergamena: le righe gialle e tratti di righe nere sovrapposte alle gialle, ma in gran parte svanite

Vinland Map

L’analisi delle righe nere fornì esclusivamente lo spettro riportato qui di fianco, indice di un inchiostro a base di carbone. L’analisi delle righe gialle mostrò un’elevata fluorescenza di fondo, dovuta probabilmente alla presenza di leganti organici come gelatina, ma non impedì la determinazione dell’anatasio (TiO2), un pigmento il cui utilizzo è posteriore agli anni ’20 del XX secolo. Va notato che l’anatasio fu identificato solo nelle righe gialle e non altrove sulla pergamena, a riprova che la sua presenza è intenzionale e non dovuta a contaminazioni ambientali

Studi di degradazioneNella figura è riportata un'immagine da un foglio di un evangelario bizantino del XIII secolo: in alcuni volti dei personaggi dipinti compare la tinta rosa, ottenuta miscelando i pigmenti Cinabro (rosso) e Bianco piombo (bianco); in altri invece, il colore rosa è stato sostituito da un colore scuro, dovuto al solfuro di piombo nero che si forma per conversione del Bianco piombo, come è evidenziato dagli spettri Raman ottenuti analizzando il manoscritto. Come hanno sottolineato alcuni periodici commentando lo studio effettuato da R.J. Clark sul manoscritto, si può parlare di “Angeli dalla faccia sporca”

Bianco piombo Galena2PbCO3·Pb(OH)2 + H2S

PbS

Studi di degradazioneSulle pitture murarie, spesso si sviluppano in condizioni favorevoli colonie di microorganismi la cui attività metabolica porta alla formazione di croste che alterano la cromaticità degli affreschi: si parla di biodegradoLa specie Dirina massiliensis (forma sorediata) è la responsabile del biodegrado degli affreschi rinascimentali di Palazzo Farnese a Caprarola, sui quali essa si è sviluppata anche in presenza di cinabro (HgS), pigmento contenente mercurio che è un elemento altamente tossico per la maggioranza delle altre specie viventiGli spettri Raman di due punti all'interfaccia lichene-affresco mostrano la presenza di ossalato di calcio monoidrato e di carotenoidi, sintomo di attività biologica da parte dei licheni

Per quanto particolarmente idonea all’identificazione di sostanze inorganiche, la tecnica Raman trova moltissime applicazioni anche nella caratterizzazione di materiali di natura organica. Negli spettri riportati è mostrata la possibilità di distinguere avorio e pergamena provenienti da animali diversi

Analisi di materiali organici

Avorio Pergamena

1) e 2) sono spettri Raman ottenuti da capelli di una mummia rinvenuta in una cassa di piombo; le bande sono dovute a materiale proteico (i capelli sono composti da cheratina) fortemente degradato, mentre la banda a 1050 cm-1 è dovuta alla presenza di PbCO3. Lo spettro 3) per confronto è relativo ad un capello bruno “moderno”

Analisi di capelli da una mummia

A) spettro Raman da un capello biondo di R. Stephenson, l’inventore della locomotiva: lo spettro mostra un eccellente stato di conservazione (vedi confronto con spettro B, capello biondo “moderno”) dovuto al fatto che i capelli sono stati conservati in un archivio. La banda a 500 cm-1 è dovuta al legame S-S presente in aminoacidi solforati, mancante negli spettri della diapositiva precedente

Analisi di capelli ben conservati

Caratterizzazione di cere impiegate in antichità per sigilli

Caratterizzazione di leganti pittorici