Attività 2.13 Caratterizzazione strutturale di materiali cristallini di interesse storico-artistico e archeologico mediante diffrazione X
L'attività di ricerca svolta dall'IC-CNR di Bari in collaborazione con gruppo di ricerca dell' ISTM-CNR di Perugia è stata finalizzata alla:
1) caratterizzazione di materiali costituenti un edificio di interesse storico-artistico (una villa in Slovenia);
2) caratterizzazione di materiali estratti da roccia di lapislazzuli (proveniente dall'Afghanistan) e sottoposti a
trattamento termico.
La diffrazione X è una tecnica di indagine particolarmente efficace nell'identificare le fasi cristalline presenti in una
polvere. La diffrazione X da dati da polveri (PXRD) è quindi largamente utilizzata anche per caratterizzare materiali cristallini di
interesse storico-artistico e archeologico. Per via della frequente complessità dei composti studiati, l'analisi mediante
PXRD è spesso coadiuvata dall'applicazione di altri metodi sperimentali quali, ad es., fluorescenza a raggi X (XRF),
spettroscopia IR e Raman, diffrazione elettronica. Un approccio che si avvale di più tecniche investigative è
particolarmente efficace perché consente di validare i risultati ottenuti dalla singola tecnica e di interpretare
correttamente i dati sperimentali a disposizione.
Per quanto riguarda l'attività di ricerca al punto 1), sono stati analizzati 8 campioni di polveri cristalline di cui 2 ricavati
da frammenti di pietra, 1 da un frammento contenente calcestruzzo (da una fontana), 3 da frammenti di
mattone e 2 da frammenti di intonaco con uno strato di colore ocra. Da un'analisi qualitativa effettuata sui corrispondenti diffrattogrammi da polveri risulta la composizione: Calcite, Quarzo, Dolomite, Ematite (responsabile del classico colore rosso) e Silicati. Tali risultati sono in accordo e coadiuvano quelli ottenuti mediante altre tecniche di indagine (XRF, spettroscopia IR e Raman).
L'attività di ricerca relativa al punto 2) ha avuto lo scopo di individuare i cambiamenti subiti dalla polvere cristallina al
variare della temperatura a cui è stata sottoposta in laboratorio. Il fine ultimo di questa caratterizzazione è
comprendere i meccanismi che insorgono nel processo di purificazione del lapislazzulo quando è sottoposto a
trattamento termico, metodo di purificazione adottato da lungo tempo per l'estrazione del pigmento naturale blu
oltremare dalla roccia (largamente utilizzato per fare lo sfondo blu negli affreschi).
Sono stati raccolti dati diffrattometrici relativi a 6 campioni di polvere trattata a diversa temperatura T (T=150 °C, 250
°C, 350 °C, 450 °C, 550 °C e 650 °C) e di 1 campione non trattato termicamente.
L'analisi dei dati diffrattometrici rivela la presenza delle seguenti fasi: Lazurite (fase predominante, responsabile del
caratteristico colore blu); Diopside; Sodalite e possibili fasi quali Pirite, Fluorapatite, Calcite (o Magnesian Calcite).