Microscopia a scansione elettronica (SEM)
Normativa di riferimento
UNI 10945:2001 - Beni culturali - Caratterizzazione degli strati pittorici - Generalità sulle tecniche analitiche impiegate
Scopo delle prova: Identificare la composizione chimica di elementi presenti nel campione quali: materiali di degrado, pigmenti, aggiunte disciolte nel legante.
Microscopia a scansione elettronica (SEM): finalità dell’analisi
L’impiego di questa tecnica microscopica consente di ottenere immagini molto realistiche di un oggetto, caratterizzate da un elevato grado di definizione e che richiamano la sua forma tridimensionale. L’immagine che si ottiene da questa analisi è più facilmente interpretabile considerando la familiarità che l’occhio umano possiede nel rilevare un dato tridimensionale.
Le applicazioni della SEM riguardano la caratterizzazione dei fenomeni di degrado di tipo fisico, chimico e biologico dei materiali impiegati nei beni culturali. Per esempio, si possono identificare i fenomeni di cristallizzazione saline interne ai materiali porosi, i fenomeni di de-coesione dei materiali e la tipologia di agenti biologici che aggrediscono un materiale.
Microscopio a scansione (img a sx) e spettro degli elementi costituenti un’area di campione pari a 10 micron (immagine a dx).
Principio di funzionamento della prova
L’immagine al microscopio a scansione elettronica (SEM) si forma ad opera degli elettroni secondari emessi da ciascun punto della superficie del campione colpito da un fascio di elettroni primari. La scansione della superficie del materiale avviene a bassa velocità cosicché gli elettroni secondari emessi in sequenza temporale vengono raccolti da un collettore e inviati ad un tubo catodico, che restituisce su schermo la mappa di ciascun punto rilevato.
Il campionamento del materiale oggetto di analisi alla SEM presenta anche il vantaggio che può non essere perfettamente piano. Questo significa che non esistono problemi di profondità di campo che limitano l’analisi del materiale come avviene invece nella microscopia ottica.
Combinando l’analisi SEM con altri strumenti (spettrometro) in grado di rilevare le proprietà dei raggi X generati dalla superficie del campione colpita dal fascio di elettroni primari è possibile risalire all’identità dell’elemento indagato.