Nuove frontiere per la scienza sul patrimonio culturale grazie al sincrotrone ESRF di Grenoble, la sorgente di raggi X più brillante al mondo
Una nuova modalità di accesso all’ESRF è stata proposta dalla comunità scientifica che opera nel campo dell’Heritage Science grazie al progetto pilota STREAMLINE finanziato dalla Commissione Europea con il programma Horizon 2020. L’obiettivo è quello di sviluppare e migliorare il modello di lavoro. Nasce così il BAG (il cosiddetto “Block Allocation Group”) Historical Materials, che consentirà alla comunità della scienza del patrimonio culturale di ottenere l’accesso al beamtime di gruppo su base regolare. Così diversi esperimenti possono aver luogo in una singola sessione, mettendo da parte la competizione per l’accesso e aprendo la strada ad una cooperazione internazionale in grado di rispondere alle sfide poste nel settore del patrimonio culturale. Tra i proponenti anche il Cnr con l’Istituto di Scienze e Tecnologie Chimiche “Giulio Natta” (Cnr-Scitec) a cui è affidato il coordinamento e l’Istituto di Scienze del Patrimonio Culturale (Cnr-Ispc) di Milano.
Situato a Grenoble, in Francia, con una nuovissima generazione di luce di sincrotrone ad alta energia, l’ESRF-EBS (The European Synchrotron Radiation Facility – Extremely Brilliant Source), è la sorgente di raggi X più brillante al mondo e un centro di eccellenza per la ricerca e l’innovazione nella scienza della materia. Ogni anno aumenta la richiesta di utilizzare questi fasci di raggi X e circa 9000 scienziati provenienti da tutto il mondo si recano a Grenoble, per l’analisi presso le ‘beamlines’ del sincrotrone, stazioni sperimentali dotate di strumentazione all’avanguardia e operative 24 ore al giorno, sette giorni su sette. Molti team in Europa con gli stessi interessi di ricerca erano in competizione per il ‘beamtime’, tecnicamente il tempo di fascio, ossia i pacchetti di ore che vengono assegnati per ciascun esperimento.
“I materiali dei beni culturali – ci racconta Elena Possenti, ricercatrice Cnr-Ispc della sede di Milano – costituiscono sistemi complessi e spesso eterogenei. Lo studio cristallo-chimico della loro frazione inorganica, come pigmenti, metalli, prodotti di degrado, trattamenti conservativi, è fondamentale e beneficia notevolmente dell’analisi strutturale condotta mediante diffrazione di raggi X (XRD). I gruppi di ricerca del BAG Historical Materials – continua Possenti – hanno dunque proposto di mirare a due configurazioni analitiche complementari disponibili presso le beamlines di ESRF: XRD ad alta risoluzione angolare (ID22) e 2D mapping XRD ad alta risoluzione laterale (ID13). La combinazione di queste due linee di luce insieme alle nuove capacità analitiche di ESRF-EBS e al nuovo percorso di accesso ottimizzato dal BAG consentiranno di generare nuova conoscenza sui materiali dei beni culturali, di accrescere la produzione scientifica, consolidare la rete di esperti attorno all’ESRF e avviare nuove collaborazioni europee nella scienza del patrimonio.”
Lo scorso dicembre 2021, si è infatti conclusa la prima sessione sperimentale del progetto pilota a Grenoble che ha coperto diversi argomenti di ricerca in soli 4 giorni e ha permesso di analizzare quasi 200 campioni presso ID13: 12 gruppi di ricerca di 6 paesi europei hanno svolto indagini strutturali su materiali storici per analizzare diverse problematiche scientifiche, tutte legate al dominio dell’Heritage Science. Tutto il gruppo di soggetti coinvolti, grazie all’uso estremamente efficiente del beamtime e l’alto livello di collaborazione, ha già raccolto importanti risultati e sta lavorando all’organizzazione di un nuovo accesso per nuove comunità scientifiche e per gli esperimenti in programma per la prossima primavera.
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