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Inchiostri metallo- gallici 1 cm Documento del XVII secolo, Archivio di Stato di Firenze 1 mm 1) Mappa del Cu Mappa dello S Mappa del Fe Possibilità di selezionare aree “buone”, da cui estrarre informazione quantitativa

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Inchiostri metallo-gallici

1 cm

Documento del XVII secolo,

Archivio di Stato di Firenze

1 mm1)

Mappa del Cu

Mappa dello S

Mappa del Fe

Possibilità di selezionare aree “buone”, da cui estrarre informazione quantitativa affidabile

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b

a

Fe

a

b

Si

a

b

Ca

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Energy (keV)

Co

un

ts

Ca

Fe

MnZn

Cu

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8Energy (keV)

Co

un

ts

S

K

Ca

Fe

AlSi

Na

Mg

0

50

100

150

200

250

300

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Energy (keV)

Co

un

ts

Ca

Fe

Mn

ZnCu

0

100

200

300

400

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8Energy (keV)

Co

un

ts

S

Ca

Fe

AlSi

Mg

a)

a)PIXE

b)

b)

0

10

20

30

40

50

60

70

200 300 400 500 600 700 800Energy (keV)

Co

un

ts

0

10

20

30

40

50

60

70

200 300 400 500 600 700 800Energy (keV)

Co

un

ts

Na 441 keV

PIGEa) b)

Ricostruzione di spettri a posteriori

2 mm

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Cu X ray map Foto Standard

Foto con luce da dietro

Fe X ray map

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La struttura a strati delle pitture

su tavola o telaDue problemi:

1) discriminare vernice da strati pittorici e fondo

2) Rivelare gli elementi leggeri negli strati pittorici sottostanti la vernice (assorbimento X di bassa energia)

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Leonardo da VinciLeonardo da Vinci

Madonna dei fusiMadonna dei fusi versione ex-Reford versione ex-Reford

(collezione privata)(collezione privata)

Olio su tavola, 50 x 36Olio su tavola, 50 x 36

presumibilmente presumibilmente dipinto nel 1501dipinto nel 1501

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Alcune aree blu - I

• strato pittorico–Co blu di cobalto (CoO·Al2O3)

–Zn bianco di zinco (ZnO) come schiarente

Pb da alone del fascio su zone attigue

100% Ca, Fe e 2.5% Zn da vernice

pigmenti usati a partire dall’inizio del XIX sec

interventi di restauro (soprattutto sul manto della Madonna)

0

5

10

15

20

25

30

2 4 6 8 10 12 14 16Energy (keV)

Co

un

ts/n

C

Ca

Fe

Zn

Co

Pb

2.8 MeV

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Aree blu - II• In altre zone blu le misure PIXE hanno

evidenziato:– grosse quantità di Pb bianco di piombo– nessun elemento caratterizzante pigmenti blu

(come poteva essere ad esempio Cu per azzurrite)

Le misure PIGE hanno permesso di identificare il lapislazzuli attraverso la rivelazione dei gamma da 441 keV del sodio, emessi a seguito della reazione 23Na(p,p’)

0

20

40

60

80

100

2 4 6 8 10 12 14 16

Energy (keV)

Co

un

ts/n

C

CaFe

Pb2.8 MeV

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Esempi di spettri PIGE

Montagne, blu originale

Abito della Vergine, zona blu restaurata

Spettri PIXE Spettri PIGE

0

20

40

60

80

100

2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

Energy (eV)

Co

un

ts/n

C

Ca

Fe

Pb

0

1

2

3

4

340 360 380 400 420 440 460 480 500 520

Energy (keV)

Co

un

ts/n

C

Na

0

2

4

6

8

340 360 380 400 420 440 460 480 500 520Energy (keV)

Co

un

ts/n

C

0

5

10

15

20

25

30

2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000

Energy (eV)

Co

un

ts/n

C

2.8 MeVZn

FePb

Co

Ca

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Datazione di rocce (monazite)Scopo: determinare le concentrazioni di U, Th and Pb in un cristallo di monazite per datatarlo con il metodo U-Th-Pb

dimensioni tipiche dei cristalli: poche centinaia di micron

concentrazione del Pb dell’ordine del centinaio di ppm (MDL of EDS-EM)

-PIXE particolarmente adatto per questo studio

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Età misurate: 65 Ma 35 Ma

Age

0

10

2030

40

50

60

7080

90

100

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ma

Th

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Conc

. (pp

m)

U

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4 5 6 7 8Co

nc. (

ppm

)

Pb

0

50

100

150

200

250

300

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Conc

. (pp

m)

Profili di concentrazione U – Pb - Th

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Analisi di disegni a punta metallica su carte preparate

Vari tipi di stilo metallico per scrivere su carta

( Köln, museo diocesano)

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Stilo d’argento(Hannover, Landesmuseum)

S. Luca che ritrae la Vergine(dettaglio)Boston, Museum of Fine Arts

Rogier Van der Weyden

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PROFILO DI DONNAParigi, Louvre

Punta metallica su carta preparata

Pisanello

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STUDIO DI CAVALIEREUffizi, Gabinetto Disegni e Stampe

Punta metallica, carta preparata a bianco di piombo e terra verde

Paolo Uccello

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BENOZZO GOZZOLIBENOZZO GOZZOLICOPIA dalCOPIA dal

GRUPPO DEI DIOSCURI DI GRUPPO DEI DIOSCURI DI MONTE MONTE

CAVALLOCAVALLOLondon, British Museum London, British Museum

Punta metallica + bianco di Punta metallica + bianco di piombopiombo

Su carta preparataSu carta preparata

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STUDIO DI DRAPPEGGIORoma, Istituto Nazionale per la Grafica

punta metallica + bianco di piombo su carta preparata

Leonardo da Vinci

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Analisi di disegni a punta metallica

• Problema: non uniformità (su scala << 1 mm) del segno lasciato dalla punta metallica, in presenza di una carta la cui preparazione colorata può contenere composti dello stesso metallo

1 mm1 mm

Analisi per scopi conservativi: opere delicate e preziose, poco studiate e solo dal punto di vista storico artistico

Necessità di tecnica di “imaging”, con risoluzione delle decine dei micron e assolutamente non distruttiva

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Test su campioni preparati in laboratorio• Carta preparata con cinabro (HgS) e bianco di piombo

Mappa Pb

Stilo di Pb

2 m

m

infn
bianco di piombo o carbonato basico di piombo (PbCO3)2 · Pb(OH)2 cianbro o solfuro di mercurio HgS