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
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.