Difrattometro EDXD, sviluppato nei laboratori della Sapienza
Intervista al professor Ruggero Caminiti
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Difrattometro
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Si chiama diffrattometro EDXD (Energy Dispersive X-ray Diffraction) a tre rivelatori la nuova macchina progettata e realizzata da un gruppo di ricerca del dipartimento di Chimica della Sapienza guidato da Ruggero Caminiti, docente di Chimica fisica. La macchina è stata presentata in una conferenza scientifica che si è svolta il 29 febbraio presso l’aula La Ginestra.
La diffrazione dei raggi X viene oggi impiegata soprattutto nel settore della ricerca chimica e farmaceutica per determinare la struttura dei composti organici e inorganici, per la comprensione delle funzioni e dei meccanismi molecolari. La nuova macchina di ultima generazione, per la diffrazione X in scansione di energia di sistemi liquidi e nanostrutturati, è stata appena ultimata ed è in grado di ottenere misure in meno di un decimo del tempo rispetto alla versione precedente. In particolare si è passati dalle 48 ore attualmente necessarie per una misura di struttura ad altissima statistica a un massimo di 3 ore, con un risparmio di tempo, ma anche di energia.
La costruzione e il brevetto del primo prototipo di diffrattometro a scansione di energia (Energy Dispersive X-Ray Diffraction) da parte del gruppo di ricerca risale a circa venti anni fa. Negli anni successivi, lo strumento EDXD ha permesso di studiare in dettaglio un’elevata serie di campioni liquidi e solidi a bassa cristallinità con tempi di misura estremamente brevi (circa un decimo del tempo necessario per una misura completa con un normale diffrattometro a scansione angolare). È stato così possibile studiare sistemi variabili nel tempo, con cinetiche di trasformazione anche con durata temporale complessiva molto breve, fino a una decina di minuti. In casi particolari, come lo studio dell’idratazione e disidratazione dei multistrati lipidici depositati su silicio, caratterizzati da picchi di diffrazione molto intensi, sono stati raccolti spettri di diffrazione ad ogni secondo. Questo ha permesso di seguire fenomeni che iniziavano e finivano il loro processo di trasformazione nell’ordine dei 100 secondi.
“Due anni fa, sulla base delle nuove e sempre più pressanti richieste di utilizzo delle macchine a disposizione del gruppo, – spiega Ruggero Caminiti – abbiamo immaginato una macchina di seconda generazione che oggi ci porta ad ottenere gli stessi dati impiegando circa un decimo del tempo richiesto in precedenza”.
Ciò è stato possibile “re-immaginando” la macchina e la sua geometria e mediante l’utilizzo massiccio dei dispositivi a disposizione. Ciò ha consentito di accorciare i tempi di misura con un risparmio notevole sia energetico che di costi.
Nell’immediato futuro la macchina ci permetterà di sviluppare in modo massiccio il progetto sulle strutture dei liquidi ionici caratterizzando una nuova generazione di questi composti, sintetizzati dal personale del gruppo, da utilizzare in campo elettrochimico e nella estrazione della cellulosa dalle alghe.
La diffrazione dei raggi X viene oggi impiegata soprattutto nel settore della ricerca chimica e farmaceutica per determinare la struttura dei composti organici e inorganici, per la comprensione delle funzioni e dei meccanismi molecolari. La nuova macchina di ultima generazione, per la diffrazione X in scansione di energia di sistemi liquidi e nanostrutturati, è stata appena ultimata ed è in grado di ottenere misure in meno di un decimo del tempo rispetto alla versione precedente. In particolare si è passati dalle 48 ore attualmente necessarie per una misura di struttura ad altissima statistica a un massimo di 3 ore, con un risparmio di tempo, ma anche di energia.
La costruzione e il brevetto del primo prototipo di diffrattometro a scansione di energia (Energy Dispersive X-Ray Diffraction) da parte del gruppo di ricerca risale a circa venti anni fa. Negli anni successivi, lo strumento EDXD ha permesso di studiare in dettaglio un’elevata serie di campioni liquidi e solidi a bassa cristallinità con tempi di misura estremamente brevi (circa un decimo del tempo necessario per una misura completa con un normale diffrattometro a scansione angolare). È stato così possibile studiare sistemi variabili nel tempo, con cinetiche di trasformazione anche con durata temporale complessiva molto breve, fino a una decina di minuti. In casi particolari, come lo studio dell’idratazione e disidratazione dei multistrati lipidici depositati su silicio, caratterizzati da picchi di diffrazione molto intensi, sono stati raccolti spettri di diffrazione ad ogni secondo. Questo ha permesso di seguire fenomeni che iniziavano e finivano il loro processo di trasformazione nell’ordine dei 100 secondi.
“Due anni fa, sulla base delle nuove e sempre più pressanti richieste di utilizzo delle macchine a disposizione del gruppo, – spiega Ruggero Caminiti – abbiamo immaginato una macchina di seconda generazione che oggi ci porta ad ottenere gli stessi dati impiegando circa un decimo del tempo richiesto in precedenza”.
Ciò è stato possibile “re-immaginando” la macchina e la sua geometria e mediante l’utilizzo massiccio dei dispositivi a disposizione. Ciò ha consentito di accorciare i tempi di misura con un risparmio notevole sia energetico che di costi.
Nell’immediato futuro la macchina ci permetterà di sviluppare in modo massiccio il progetto sulle strutture dei liquidi ionici caratterizzando una nuova generazione di questi composti, sintetizzati dal personale del gruppo, da utilizzare in campo elettrochimico e nella estrazione della cellulosa dalle alghe.