DALLE MATERIE PRIME DEL SISTEMA TERRA ALLE APPLICAZIONI TECNOLOGICHE: STUDI CRISTALLOCHIMICI E STRUTTURALI
Progetto Lo scopo e' di sviluppare una sinergia scientifica combinando metodi teorici e sperimentali, sia convenzionali sia non-convenzionali, per trattare problemi relativi a
stabilita'/reattivita' di phengiti (e piu' limitatamente di phlogopiti) e caoliniti, a condizioni rappresentative di contesti naturali e industriali, al variare delle loro
composizioni e deviazioni dall'idealita' in termini di difetti strutturali.
Le competenze per sviluppare tale programma sono ottenute riunendo personale dell'Universita' di Milano (HP-esperimenti, modellizzazione teorica, misure presso
grandi sorgenti), di Palermo (modellizzazione computazionale e di cinetica di reazione) e di Camerino (tomografia e XAS).
Tale sforzo e' inteso a produrre una maggior consistenza tra deduzioni basate su modelli tradizionali e reale fenomenologia dei fillosilicati in regimi non ambientali.
Le attivita' sono condotte con il supporto intra-progetto delle unita' di Bari (caratterizzazione), Modena (campionamento), Torino (misure in diffrazione a bassa
temperatura); tra le collaborazioni con soggetti esteri si segnala quella con l'Institute of Mineralogy - University of Innsbruck (Austria). Piu' in dettaglio:
1) Nuovi esperimenti di diffrazione su cristallo singolo in alta pressione su phengiti(prevalentemente)/phlogopiti, da diversi ambienti metamorfici. Correlazione tra (i)
composizione, (ii) comportamento elastico, (iii) evoluzione strutturale in risposta alla pressione, e (iv) ''effetti memoria'' dell'ambiente di cristallizzazione;
2) Sviluppo di una tecnica basata su Monte Carlo per la simulazione di processi di diffrazione in fillosilicati per modellare differenti configurazioni di ordine/disordine
e interpretare dati sperimentali alla luce di deviazioni dall'idealita';
3) Misure da diffrazione di neutroni/raggi-X su cristallo singolo a bassa temperature per ricostruire le deviazioni dall'idealita' simulate attraverso l'approccio al punto
(2);
4) Modellizzazione di (i) ‘'effetti d'eccesso'' su proprieta' fisiche e (ii) meccanismi di rilassamento'' in soluzioni solide di phengiti, attraverso calcoli quantistici. Studi
sugli effetti di come un impilamento statistico di moduli strutturali influisca sul comportamento deformazionale nelle miche, mediante approccio semi-classico;
5) Reattivita' e sua cinetica di caoliniti a diverso grado odrine/disordine in miscela con Na-feldspato, in funzione di temperature e contenuto di feldspato, in regime di
alta temperatura, mediante esperimenti ex-situ e in-situ. Misure via tomografia in contrasto di fase e XAS per esplorare la componente vetrosa del prodotto finale.
Studi via total scattering su componente amorfa;
6) Effetto di vetro SiO2-SiO2.Al2O3 sulla reattivita' di caolinite con diversi gradi di ordine/disordine ad alta temperature, simulando un ambiente tipo processo
industriale ceramico. Modellizzazione della cinetica. Studio della componente vetrosa via tomografia, XAS e total scattering;
7) Ruolo della caolinite nell'influenzare la formazione di cristobalite in miscele quarzo-caolinite, ad alta temperatura. Modellizzazione della cinetica di
trasformazione quarzo - cristobalite in funzione della dimensione dei cristalli;
Collaborazione di supporto tecnico con: (i) ELETTRA, per lo sviluppo della HP-beamline (gia' in corso) per definire le condizioni strumentali che consentano di
operare in regimi di alta precisione per meglio definire parametri elastici e equazioni di stato; (ii) RU-UNIME, per sviluppare misure di diffrazione da cristallo singolo presso la stazione sperimentale HP della RU-UNIMI; (iii) RU-UNIMORE, per modellare via quantistica processi di adsorbimento; (iv) RU-UNIBA, per condurre
misure di diffrazione neutronica e di alta pressione.
stabilita'/reattivita' di phengiti (e piu' limitatamente di phlogopiti) e caoliniti, a condizioni rappresentative di contesti naturali e industriali, al variare delle loro
composizioni e deviazioni dall'idealita' in termini di difetti strutturali.
Le competenze per sviluppare tale programma sono ottenute riunendo personale dell'Universita' di Milano (HP-esperimenti, modellizzazione teorica, misure presso
grandi sorgenti), di Palermo (modellizzazione computazionale e di cinetica di reazione) e di Camerino (tomografia e XAS).
Tale sforzo e' inteso a produrre una maggior consistenza tra deduzioni basate su modelli tradizionali e reale fenomenologia dei fillosilicati in regimi non ambientali.
Le attivita' sono condotte con il supporto intra-progetto delle unita' di Bari (caratterizzazione), Modena (campionamento), Torino (misure in diffrazione a bassa
temperatura); tra le collaborazioni con soggetti esteri si segnala quella con l'Institute of Mineralogy - University of Innsbruck (Austria). Piu' in dettaglio:
1) Nuovi esperimenti di diffrazione su cristallo singolo in alta pressione su phengiti(prevalentemente)/phlogopiti, da diversi ambienti metamorfici. Correlazione tra (i)
composizione, (ii) comportamento elastico, (iii) evoluzione strutturale in risposta alla pressione, e (iv) ''effetti memoria'' dell'ambiente di cristallizzazione;
2) Sviluppo di una tecnica basata su Monte Carlo per la simulazione di processi di diffrazione in fillosilicati per modellare differenti configurazioni di ordine/disordine
e interpretare dati sperimentali alla luce di deviazioni dall'idealita';
3) Misure da diffrazione di neutroni/raggi-X su cristallo singolo a bassa temperature per ricostruire le deviazioni dall'idealita' simulate attraverso l'approccio al punto
(2);
4) Modellizzazione di (i) ‘'effetti d'eccesso'' su proprieta' fisiche e (ii) meccanismi di rilassamento'' in soluzioni solide di phengiti, attraverso calcoli quantistici. Studi
sugli effetti di come un impilamento statistico di moduli strutturali influisca sul comportamento deformazionale nelle miche, mediante approccio semi-classico;
5) Reattivita' e sua cinetica di caoliniti a diverso grado odrine/disordine in miscela con Na-feldspato, in funzione di temperature e contenuto di feldspato, in regime di
alta temperatura, mediante esperimenti ex-situ e in-situ. Misure via tomografia in contrasto di fase e XAS per esplorare la componente vetrosa del prodotto finale.
Studi via total scattering su componente amorfa;
6) Effetto di vetro SiO2-SiO2.Al2O3 sulla reattivita' di caolinite con diversi gradi di ordine/disordine ad alta temperature, simulando un ambiente tipo processo
industriale ceramico. Modellizzazione della cinetica. Studio della componente vetrosa via tomografia, XAS e total scattering;
7) Ruolo della caolinite nell'influenzare la formazione di cristobalite in miscele quarzo-caolinite, ad alta temperatura. Modellizzazione della cinetica di
trasformazione quarzo - cristobalite in funzione della dimensione dei cristalli;
Collaborazione di supporto tecnico con: (i) ELETTRA, per lo sviluppo della HP-beamline (gia' in corso) per definire le condizioni strumentali che consentano di
operare in regimi di alta precisione per meglio definire parametri elastici e equazioni di stato; (ii) RU-UNIME, per sviluppare misure di diffrazione da cristallo singolo presso la stazione sperimentale HP della RU-UNIMI; (iii) RU-UNIMORE, per modellare via quantistica processi di adsorbimento; (iv) RU-UNIBA, per condurre
misure di diffrazione neutronica e di alta pressione.