Comprensione basilare delle tecniche (microscopia elettronica a scansione e a trasmissione; microsonda elettronica; tomografia a raggi X) di laboratorio versatili e diffuse per la caratterizzazione di bio e geo-materiali naturali e sintetici. Introduzione alle classi di composti che risultano rilevanti sia nel contesto bio-geologico (zeoliti, amianto) che ambientale ed applicativo (particolato atmosferico).
1) G. P. Bernardini – Metodi Fisici di Analisi Mineralogica – Firenze University Press (1982);
2) A. Putnis – Introduction to Mineral Sciences – Cambridge University Press (1992).
Obiettivi Formativi
Saper individuare e caratterizzare le varie tipologie di materiali biologici e geologici e le loro problematiche analitiche. Conoscere i principi base delle più importanti tecniche strumentali usate nell’analisi di dettaglio di materiali biologici e geologici. Maturare il concetto di acquisizione, valutazione, trattamento e rappresentazione di dati analitici in generale.
Prerequisiti
Conoscenze acquisite nei corsi di Chimica, Fisica, Matematica, Biologia Generale, Geochimica, Mineralogia e Petrografia.
Metodi Didattici
Lezioni frontali con utilizzo in aula di lavagna semplice, videoproiettore per computer, lavagna luminosa.
Altre Informazioni
6 CFU, la frequenza alle lezioni anche se non obbligatoria è raccomandata.
Modalità di verifica apprendimento
esame orale su tutti gli argomenti del corso.
L'esame orale prevede domande su tutto il programma del corso. Lo studente dovrà dimostrare la padronanza nelle tematiche del corso, in termini di comprensione, interpretazione e applicazione pratica degli argomenti affrontati. Sarà valutata inoltre la capacità di sintesi e di esposizione.
Programma del corso
Materiali biologici e geologici: definizione e loro caratterizzazione in relazione ai problemi connessi alla loro analisi chimico-fisica. Campionamento e preparazione di campioni biologici e geologici: criteri di campionamento, materiali e strumenti per il prelievo e la conservazione dei campioni, strumenti e metodi per la preparazione dei campioni. Problemi di contaminazione. Tecniche di preparazione di polveri per analisi chimico-fisiche. La separazione dei minerali per forma, densità e suscettività magnetica. Termini e definizioni fondamentali: segnale analitico, segnale di fondo, interferenze, deriva strumentale, effetti di matrice, precisione, accuratezza, limiti di rilevabilità, sensibilità. Microscopia elettronica: principi generali. Microscopia elettronica in scansione: descrizione dello strumento; immagini ad elettroni secondari; immagini a elettroni retrodiffusi; immagini a raggi X; EDS; microanalisi semi-quantitativa; esempi di indagini su materiale biologico e geologico. Field emission gun (FEG) e Electron BackScattered Diffraction (EBSD): analisi di nanofasi di interesse per la biologia e la geologia. Microsonda elettronica: WDS e microanalisi quantitativa. Mappe di distribuzione X. Esempi di calcolo della stechiometria di un composto. Microscopia elettronica in trasmissione: Caratteristiche e funzionamento del microscopio elettronico a trasmissione. Esempi di applicazioni della microscopia elettronica a trasmissione per la biologia (es. interfaccia ossa-biomateriali) e la geologia (es. minerali metamittici). Tomografia a raggi X: cenni di funzionamento ed esempi che testimoniano l’importanza di questa tecnica per la biologia e le scienze della terra. Introduzione alla luce di sincrotrone; funzionamento e struttura delle facilities; applicazioni alle biologia e alla geologia. Esempi di bio- e geo-materiali importanti per la salute dell’uomo: 1) biocalciti e bioapatiti; 2) zeoliti: Aspetti mineralogici e importanza tecnologica come setacci molecolari e disinquinanti; 3) amianto e mineralogia ambientale: definizione di amianto, metodi di studio, norme legislative; 4) particolato atmosferico: composizione e individuazione di minerali comuni potenzialmente pericolosi per la salute.