Scienze e Tecnologie per la Conservazione dei Beni Culturali - Science and Technology for the Conservation of Cultural Heritage

Tipologia

Scienze e tecnologie per la diagnostica e la conservazione dei beni culturali

SSD

CHEM-01/B

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

3

Distribuzione delle ore

16 classroom hours, 12 training hours

Docenti

AKIKO TSURUMAKI

Tipologia

Scienze e tecnologie per la diagnostica e la conservazione dei beni culturali

SSD

CHEM-02/A

Anno

N/D

Semestre

N/D

CFU

3

Distribuzione delle ore

16 classroom hours, 12 training hours

Docenti

AKIKO TSURUMAKI

1) MODULO CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
Il corso fornisce agli studenti conoscenze sulle tecniche archeometallurgiche, i principi della fusione, i diagrammi di fase delle leghe metalliche e le analisi termiche (TGA, DSC). Comprende l'analisi delle strutture cristalline mediante diffrattometria a raggi X (XRD) e l'interpretazione dei pattern XRD. Gli studenti svilupperanno abilità nel valutare le composizioni di fase, distinguere tra vetro e cristalli, e risolvere problemi legati a TGA, DSC e XRD. Acquisiranno inoltre autonomia nell'applicare queste tecniche, comunicheranno in inglese e miglioreranno le loro capacità di apprendimento e riflessione.

Obiettivo generale
Il corso approfondisce la scienza dei materiali nel contesto dei beni culturali, con focus su metalli, leghe e ceramiche. Gli studenti acquisiranno competenze per sviluppare protocolli di caratterizzazione dei materiali inorganici utilizzando diagrammi di fase, analisi termiche (TGA e DSC) e diffrazione a raggi X (XRD).
Studieranno gli arrangiamenti atomici nei materiali inorganici, influenzati da metalli, leghe e processi metallurgici. Le tecniche di analisi termica saranno presentate come strumenti per valutare il comportamento e la stabilità dei materiali, mentre l'XRD verrà introdotto per indagare la struttura cristallina. Integrando le tecniche analitiche con le conoscenze teoriche, gli studenti saranno in grado di progettare protocolli di caratterizzazione mirati.

Obiettivi specifici
A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) tecniche di archeometallurgia e principi della fusione metallurgica
OF 2) diagrammi di fase di diverse leghe metalliche
OF 3) Analisi termiche dei materiali: analisi termogravimetrica (TGA) e calorimetria a scansione differenziale (DSC)
OF 4) Strutture cristalline con diversi tipi di impacchettamento atomico
OF 5) Tecniche di diffrazione a raggi X (XRD)
OF 6) Interpretazione dei diffrattogrammi XRD e determinazione delle strutture cristalline
….
B – Capacità applicative
OF 7) valutare i tipi di fase, il numero di fasi, i rapporti di composizione e la composizione all'interno di una singola fase utilizzando un diagramma di fase
OF 8) spiegare le differenze tra vetro e cristalli
OF 9) risolvere problemi relativi alle analisi TGA, DSC e XRD
…
C - Autonomia di giudizio
OF 10) comprendere i risultati ottenuti da analisi TGA, DSC e XRD
OF 11) definire le strutture di fase utilizzando queste tecniche in combinazione con un diagramma di fase
OF 12) costruire procedure di valutazione per materiali inorganici
…
D – Abilità nella comunicazione
OF 13) saper comunicare in lingua inglese
OF 14) saper disegnare grafici semplici e scrivere frasi in inglese
…
E - Capacità di apprendere
OF 15) valutare e analizzare la propria comprensione
OF 16) avere la capacità di consultare le domande
OF 17) sviluppare il proprio programma di studio autonomamente
OF 18) avere competenze informatiche di base


2) MODULO CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
Gli studenti comprendono la struttura atomica, i legami chimici, le classi di materiali e le tecniche spettroscopiche (IR, Raman, UV, NMR). Sono in grado di collegare le proprietà dei materiali ai legami chimici, valutare i polimeri e risolvere problemi spettroscopici. Interpretano gli spettri e analizzano i materiali in modo autonomo. Comunicano in inglese, realizzano grafici semplici, riflettono sulle proprie conoscenze, pongono domande, pianificano lo studio e utilizzano competenze informatiche di base.

Obiettivo generale
Il corso forma gli studenti integrando la scienza dei materiali con la conservazione dei beni culturali. L’obiettivo è sviluppare la capacità di costruire protocolli per la conservazione e la caratterizzazione dei materiali, utilizzando tecniche spettroscopiche come IR, Raman, UV e NMR.
Il percorso inizia con la comprensione dei materiali a livello atomico. Studiando le proprietà degli atomi, gli studenti dovranno comprendere le differenze tra i legami chimici e quelli fisici. Successivamente, applicheranno queste conoscenze, insieme alle tecniche analitiche, per sviluppare protocolli efficaci di caratterizzazione dei materiali.

Obiettivi specifici
A - Conoscenza e capacità di comprensione
OF 1) la tavola periodica e le proprietà degli atomi in base ai gruppi
OF 2) i legami chimici e fisici, e il loro ruolo nella formazione dei materiali
OF 3) diverse classi di materiali con differenti legami chimici
OF 4) l’unicità dei legami covalenti e la varietà dei polimeri
OF 5) Il principio delle tecniche spettroscopiche e la loro corretta selezione (IR, Raman, UV e NMR)
OF 6) i parametri importanti per le analisi sopra indicate e l’interpretazione dei risultati
….
B – Capacità applicative
OF 7) analizzare le proprietà dei materiali in base ai legami chimici e ai costituenti
OF 8) descrivere vantaggi e svantaggi dei materiali polimerici
OF 9) risolvere problemi relativi alle spettroscopie IR, Raman, UV e NMR
…
C - Autonomia di giudizio
OF 10) comprendere gli spettri IR, Raman, UV e NMR
OF 11) definire la struttura chimica utilizzando tali spettri
OF 12) costruire procedure di valutazione per materiali organici
…
D – Abilità nella comunicazione
OF 13) saper comunicare in lingua inglese
OF 14) saper disegnare grafici semplici e scrivere frasi in inglese
…
E - Capacità di apprendere
OF 15) valutare e analizzare la propria comprensione
OF 16) avere la capacità di consultare le domande
OF 17) sviluppare il proprio programma di studio autonomamente
OF 18) avere competenze informatiche di base

Al termine del corso, gli studenti comprenderanno i legami chimici e fisici e sapranno distinguere le differenze nelle proprietà di metalli, ceramiche e polimeri a livello atomico. Acquisiranno conoscenze sulle tecniche analitiche, comprese le spettroscopie (IR, Raman, UV, NMR), l’analisi termica (TGA, DSC) e la cristallografia XRD. Gli studenti saranno in grado di interpretare spettri, valutare le composizioni di fase, analizzare gli arrangiamenti atomici in vetri, cristalli, metalli e leghe e sviluppare protocolli per la caratterizzazione e la conservazione dei materiali inorganici e dei beni culturali.

a) Buona padronanza della Lingua Inglese;
b) Conoscenza a livello di scuola superiore della Storia e della Storia dell’Arte;
c) Conoscenza a livello universitario della Chimica Generale: struttura atomica, legami chimici, elettronegatività, forze intermolecolari, composti organici saturi ed insaturi, gruppi funzionali, transizione di fase, equilibri in soluzione: acido-base e pH, complessazione, reazioni di ossidoriduzione, e potenziale redox.

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
1) Conoscere le tecnologie proprie dell'archeometallurgia;
2) Comprendere i diagrammi di fase delle diverse leghe metalliche;
3) Conoscere le analisi termiche dei materiali inorganici: gravimetria termica (TGA) e calorimetria a scansione differenziale (DSC);
4) Descrivere le differenze tra cristallo e vetro; caratterizzare i diversi modi di impacchettamento atomico; richiamare i principi delle tecniche di diffrazione dei raggi X;
5) Sviluppare protocolli di indagine al fine di valutare percorsi di conservazione e ripristino di nuovi materiali per i beni culturali.


Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
1) Conoscere le diverse classi di materiali (metalli e loro leghe, polimeri, ceramici) e le loro proprietà meccanicha, fisicha, e chimicha; descrivere la microstruttura dei materiali e collegarla al loro comportamento.
2) Comprendere l’origine delle forze interatomiche responsabili della formazione dei legami; descrivere i principali legami; definire la natura delle molecole e valutare le forze di coesione;
3) Descrivere i principali elementi che possono trovare applicazione in istallazioni e opere dell’arte moderna e contemporanea (polimeri, plastiche, e i loro composti);
4) Richiamare i principi della spettroscopia infrarossa, Raman, UV e risonanza magnetica nucleare (NMR); assegnare la struttura molecolare utilizzando gli spettri NMR e infrarossi;
5) Sviluppare protocolli di indagine al fine di valutare percorsi di conservazione e ripristino di nuovi materiali per i beni culturali.

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
i) Dispense preparate dalla docente
ii) Introduction to Materials Science, Autori: Jean P Mercier, Gerald Zambelli, Wilfried Kurz, Elsevier Science & Technology



Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
i) Dispense preparate dalla docente
ii) Introduction to Materials Science, Autori: Jean P Mercier, Gerald Zambelli, Wilfried Kurz, Elsevier Science & Technology

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
N/D
Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
N/D

Lezioni frontali (32 ore), svolgimento di esercizi (24 ore)

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
N/D
Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
Gli studenti sono tenuti a partecipare regolarmente alle lezioni frontali che si svolgeranno in aula secondo l'orario previsto

Per superare l’esame è necessario conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente delle proprietà materiali dei costitutivi delle opere d’arte, dell’origine del loro degrado e delle strategie utilizzate per la loro conservazione e restauro.
Per ottenere il punteggio massimo di 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, riuscendo a collegarli in maniera logica e coerente.
Durante il corso saranno inoltre proposti alcuni questionari di valutazione formativa.

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
N/D
Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
1) Spiega il principio fondamentale dell'analisi FT-IR.
2) Definisci la struttura molecolare analizzando gli spettri NMR.

Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR METALS AND ALLOYS
N/D
Modulo: CHEMICAL STUDIES AND METHODS FOR POLYMERS AND COMPOSITES
N/D