Caratterizzazione di geomateriali funzionali per applicazioni tecnologiche
Geomateriali come fosfati, silicati, borati sono accuratamente studiati attraverso caratterizzazione cristallochimica basata su XRD, FTIR, Raman, e microscopia SEM-EDS. Le informazioni ottenute costituiscono la base per lo sviluppo di analoghi sintetici che trovano applicazioni nell’ambiente, nei beni culturali, nei materiali ottici, ecc.
L’attività di ricerca è basata sullo studio dei geomateriali, in particolare nella loro accezione di minerali rinvenuti nel contesto geologico e di minerali sintetici che presentano proprietà chimico-fisico-meccaniche simili a quelle dei composti naturali. In questo senso diventa importante lo studio di alcune fasi presenti nel panorama geologico locale, come fosfati (e.g. apatite), silicati (e.g. cordieriti), o borati di terre rare. La loro caratterizzazione cristallochimica viene affrontata attraverso la combinazione di metodi come la diffrazione da raggi X (XRD), la spettroscopia Raman e all’infrarosso (FTIR), e la microscopia a scansione elettronica (SEM) accoppiato alla spettroscopia in dispersione di energia (EDS).
Dalla conoscenza di questi geomateriali è possibile realizzare composti sintetici che, grazie alla possibilità delle numerose sostituzioni chimiche, son richiesti per applicazioni in numerosi campi della tecnologia: per esempio molti materiali a base di apatite, usati in agricoltura, come nano-fertilizzanti, nell’ambiente, essendo ottimi materiali per la depurazione delle acque, nel nucleare, per lo stoccaggio di rifiuti radioattivi, fino ai beni culturali, ove costituiscono eccellenti film protettivi per i monumenti lapidei contro il degrado atmosferico. Oppure i borati di terre rare che si utilizzano per applicazioni ottiche e per i laser, analoghi sintetici di borati di cerio e lantanio che si ritrovano nella provincia magmatica romana.
– Capitelli F.; Bosi F.; Capelli S.; Radica F.; Della Ventura G.. Neutron and XRD single-crystal diffraction study and vibrational properties of whitlockite, the natural counterpart of synthetic tricalcium phosphate. Crystals 11 (2021) 225.
– Rossi M., Rizzi R., Vergara A., Capitelli F., Altomare A., Bellatreccia F., Saviano M., Ghiara M.R. Compositional variation of turquoise group minerals from historical collection of the Real Museo Mineralogico of the University of Naples.
Mineralogical Magazine 81 (2017) 1405-1429.
– Capitelli F., Chita G., Leonyuk N.I., Koporulina E.V., Bellatreccia F., Della Ventura G. REEAl2.07(B4O10)O0.60 dimetaborates (REE = La, Pr); synthesis and X-ray structural characterization. Zeitschrift für Kristallographie 226 (2011) 219-225.
– Rossi M., Ghiara M.R., Chita G., Capitelli F. Crystal-chemical and structural characterization of fluorapatites in ejecta from Somma-Vesuvius volcanic complex. American Mineralogist 96 (2011) 1828-1837.