Microspettroscopia infrarossa

Microspettroscopia infrarossa

La Fondazione Museo Civico di Rovereto dispone strumenti per la microspettroscopia infrarossa per lo studio di materiali di vario genere (minerali, rocce, reperti archeologici, preparati zoologici e botanici) e dei loro processi di degradazione.

La microspettroscopia infrarossa trova molte possibili applicazioni in ambito industriale e naturalistico, ma la sua versatilità di tecnica analitica non distruttiva permette in particolare un'ampia gamma di indagini legate alla conservazione dei beni culturali, all'archeologia e all'archeometria, anche su reperti di particolare pregio. Sono sufficienti, infatti, pochi milligrammi di sostanza per l'esecuzione dello spettro.

Altra caratteristica fondamentale risulta la velocità di analisi, determinante nel confermare gli esiti dell'esame macroscopico e la riproducibilità della stessa.

Il carattere non invasivo dell'indagine ha permesso non solo di integrare in modo sostanziale alcune ricerche avviate dal Museo negli passati (soprattutto in ambito archeologico), ma anche di rispondere a specifiche esigenze di privati.

Tra gli interventi più interessanti, sono sicuramente da citare a titolo d'esempio quelli che hanno riguardato l'analisi dei pigmenti degli affreschi alla Villa Romana di Isera e le indagini condotte su frammenti di oggetti d'arte in fase di restauro, per ricavarne informazioni sulla natura del supporto e degli smalti.

Una banca dati degli spettri fino ad ora effettuati è in corso di realizzazione.

COS'è la microspettroscopia infrarossa?
La microspettroscopia infrarossa è una tecnica analitica che coniuga, come dice il termine stesso, microscopia e spettroscopia per eseguire microanalisi, quindi alla realizzazione di uno spettro che dà informazioni su come interagisce la radiazione infrarossa con la materia si affianca la possibilità di eseguire osservazioni morfologiche e tessiturali sul campione.

COME funziona uno spettrofotometro?
Il costituente principale dello spettrofotometro è la sorgente di luce infrarossa. Essa produce un insieme di raggi a diversa lunghezza d'onda che dopo aver attraversato un collimatore divengono paralleli e sono inviati all'interferometro di Michelson, che consiste di un prisma per scomporre la radiazione, di uno specchio fisso e di uno mobile. In tal modo i raggi sono ricombinati per creare un pattern di interferenza e avviati ad una lente che li focalizza sul campione. Dopo di che, il raggio riflesso o trasmesso, a seconda della modalità di misura, viene fatto convergere sul detector grazie ad un altro specchio mobile. Si ottiene uno spettro di interferenza (interferogramma) che è convertito in segnale elettrico dal detector e che viene successivamente amplificato e digitalizzato. Infine si ha il trattamento con la trasformata di Fourier per produrre lo spettro ad infrarossi. Quest'ultimo è un grafico che correla l'assorbimento con la lunghezza d'onda.

QUAL è il principio fisico che governa tale tecnica analitica?
La spettrometria infrarossa sfrutta il principio che ogni interazione fra la materia o meglio la sua struttura molecolare, e una radiazione induce una precisa variazione dell'energia molecolare stessa. Da ciò procede un'emissione o un assorbimento di energia secondo precise frequenze per consentire il ritorno della molecola alle condizioni di equilibrio iniziali. A seconda del tipo di radiazione usato si induce una modifica di natura diversa, nel caso della radiazione infrarossa si ha una alterazione dell'energia vibrazionale (per oscillazione del reticolo spaziale) e infatti quello che si ottiene è detto spettro vibrazionale. "Quanto maggiore è il numero di atomi in una molecola, tanto maggiore è il numero di modi secondo cui la molecola può vibrare e dunque più complesso lo spettro di assorbimento". Esistono però delle condizioni limitanti al campo di applicazione: l'interazione fra una molecola vibrante e la radiazione elettromagnetica è possibile solo quando si ha la formazione di un momento di dipolo oscillante che consenta lo scambio di energia, ciò implica che molecole omonucleari che hanno momento di dipolo nullo per tutte le lunghezze di legame non possono interagire con la radiazione (sono cioè trasparenti) e quindi non esibiscono alcuno spettro vibrazionale. Lo stesso accade per tutte le sostanze caratterizzate esclusivamente da legame ionico, dove è assente uno squilibrio nella distribuzione della carica elettrica rispetto al baricentro.

 
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