A rare medieval parchment called Exultet I preserved in the Diocesan museum of Metropolitan Capitolo of Bari has been studied. The Exultet was sung after a procession with the Paschal Candle before the beginning of the Liturgy of the Word in the XI century and it is certainly one of the highest literary and artistic expressions that Bari produced. Eight sheets with text, music lines and numerous beautiful miniatures painted upside-down respect to the liturgical text compose the parchment roll. The opening of the theca that preserves the unwrapped roll gave us the opportunity to perform diagnostic measurement on the pigments of the illuminated areas and to locate a wireless weather station for monitoring the microclimate. For these analyses a mobile laboratory has been set up in the museum. The techniques used for a non-invasive and in situ analysis of miniature paintings has been microscopic observation with digital microscope, UV-VIS-NiR spectrophotometry in reflectance mode with optic fibres (FORS), X-Ray fluorescence spectrometry (XRF) and finally μ-Rman spectroscopy. The use of several techniques is able to give us all information without causing any stress to the parchment especially if the measures are fast, as in our case (Aceto et al., 2012). The pigments have been identified mainly with FORS with comparison with standards and they are: red ochre and red lead used as red, lapis lazuli and azurite as blue, green earth and copper resinate as green, yellow ochre and orpiment as yellow. In the most important miniatures in some areas of the background, several traces of a residual gold leaf have been identified by XRF. The presence of rare and precious pigments as gold leaf and lapis lazuli underline the importance of the parchment. The preparation of the figures made by using a lead stylus has been also identified. The presence on all the roll of humpbacks formed in the last years well fit with the data collected that shows a continuity of condition between the showcase and the museum room. These means that the presence of visitors leads to changes in temperature, humidity and CO2, resulting much higher than those suggested for parchments. Finally the hypothesis of a repainting, formulated on the basis of the conservation status of the colours of the illuminated areas and from the comparison of similar hues, has been confirmed by the characterization of the colour palette. In some points the analysis returned the blue pigment as azurite and the red ones as minium, these results are in contrast with those of blue and red, respectively used, in all other illustrations of the roll were lapis lazuli and red ochre are plentiful.

Torre Alemanna (FG, Italy) was one of the most important medieval example of Teutonic Knights Order life in Italy (13th-16th century AD). The archaeological excavations conducted by the Soprintendenza Archeologica della Puglia in 1999-2000 discovered and extracted a large number of glazed graffita potsherds dated to the 15th-16th century AD. This work presents the results of an archaeometric investigation of 46 potsherd of “Torre Alemanna type” pottery, aimed to define a compositional reference group and to understand the technological characteristics of its production. Principal component analysis and cluster analysis applied to bulk chemical data (XRF) of the ceramic body showed a strong compositional homogeneity. Local calcareous clay was used as raw material. The mineralogical assemblage detected by XRPD, inferred maximum firing temperatures between 800°C and 950°C. Optical microscopy and SEM/ EDS investigations on coating revealed the presence of quartz-rich white engobe covered with a leadbased transparent glaze. The polychromatic decoration applied on the engobe was analyzed by spectrophotometry (CIELAB) and EDS to compare the colour characteristics through all the potsherds. The microstructures observed at the boundary between the ceramic body and the surface coating point to a single firing to sinterise the body and to fix the coating. The results obtained show a technological continuity with the past about the use of local calcareous clay (Argille subappennine) to produce fine pottery, and define the reference compositional group of the “Torre Alemanna type” pottery, already attested in several archaeological contexts of Southern Italy.

L’esame del dipinto su tela “San Rocco e gli appestati” di Jacopo Tintoretto ha avuto inizio in occasione del recente restauro, descritto dettagliatamente in questo volume. Scopo delle indagini scientifiche era ottenere informazioni sui materiali e sulle tecniche usate al fine di ampliare le conoscenze sul modus operandi del Tintoretto, confrontando i risultati ottenuti con i dati di letteratura, nonché fornire un supporto di conoscenza alla programmazione degli interventi di restauro. Negli anni passati numerosi dipinti di Jacopo Tintoretto sono stati sottoposti ad un’indagine scientifica. I primi studi, risalenti agli anni 1970-1980, trattano, in particolare, alcuni dipinti della National Gallery di Londra, “San Giorgio e il Drago”, “Cristo lava i piedi ai suoi Discepoli”, L’origine della Via Lattea”, “Ritratto di Vincenzo Morosini” , ed altri quattro attribuiti o associati al Tintoretto nonché vari capolavori conservati a Venezia, in particolare nella Chiesa della Madonna dell’Orto , nella Scuola di San Rocco , nella Chiesa di San Simeone Grande e nella Galleria dell’Accademia . Studi più recenti sono dedicati rispettivamente ai pigmenti del ciclo Gonzaga ed al “Dreams of men” del Detroit Institute of Arts . Dell’impiego di materiali vetrosi nei dipinti veneziani del Rinascimento tratta, invece, Barbara Berrie, includendo il “Cristo sul mare di Galilea” della collezione Samuel H. Kress di Washington. Tintoretto non costituisce un oggetto di studio facile in quanto poche sue opere sono firmate o datate, e poche sono databili con certezza. Dei dipinti studiati sono stati esaminati gli strati di preparazione, i pigmenti ed i leganti pittorici. Le indagini condotte, mediante tecniche analitiche di livello più o meno avanzato, hanno fornito una banca dati significativa sulla tecnica pittorica del Tintoretto. Il presente lavoro costituisce un piccolo contributo nell’ambito di una ricerca più ampia e sistematica sulla tecnica pittorica del pittore veneto. Per lo studio dei materiali e della tecnica pittorica del “San Rocco e gli Appestati” ci si è avvalsi di tecniche analitiche non distruttive e microdistruttive in quanto applicabili a quantitativi di materiale inferiori al milligrammo, prelevati in punti diversi del dipinto. In vari punti del dipinto sono state effettuate delle misure colorimetriche al fine di descrivere le qualità dei colori e di monitorare eventuali variazioni prima e dopo l’intervento di restauro e nel tempo. Gli spettri ottenuti permettono, a volte, anche l’identificazione dei pigmenti. Nel corso del restauro, dal dipinto in questione sono stati prelevati campioni da zone diverse. Dapprima tutti i campioni sono stati sottoposti ad un attento esame allo stereomicroscopio. Tre frammenti di campioni provenienti da punti diversi sono stati inglobati in resina epossidica per ricavarne delle sezioni trasversali che poi sono state osservate al microscopio ottico (MO) in luce visibile riflessa ed al microscopio elettronico a scansione (SEM) ed analizzate mediante spettroscopia micro-Raman. Sulle sezioni trasversali è stata condotta un’analisi chimica elementare con l’ausilio del SEM dotato di un dispositivo per la spettroscopia a dispersione di energia (EDS). In effetti, la tecnologia ESEM è frequentemente impiegata nel campo dei beni culturali, in particolare per lo studio di sezioni stratigrafiche di dipinti. Al fine di stabilire la composizione chimica delle diverse vernici presenti sul dipinto, sono stati effettuati dei campionamenti tramite batuffoli imbevuti di alcuni solventi. L’intento è stato quello di fornire indicazioni utili al restauratore per proseguire correttamente le operazioni di pulitura previste. Per il riconoscimento delle sostanze organiche presenti nelle vernici campionate è stata impiegata la gas cromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS).

Comprendere l’arte attraverso la scienza è stato uno degli obiettivi dell’esposizione temporanea Colori proibiti. I pigmenti minerali ed il loro uso in campo artistico sono oggetto di questo viaggio nel tempo per scoprire i segreti e le ricette dei pittori del passato ed anche per capire di quali tecniche diagnostiche oggi ci si avvale per l’identificazione dei pigmenti e per la caratterizzazione del colore nel campo dei Beni Culturali. Dimenticati ormai da tempo i pigmenti di origine minerale erano tra i più richiesti dagli artisti dell’antichità. I costi proibitivi, le difficoltà di estrazione e approvvigionamento e l’elevata tossicità di alcuni tra i più preziosi pigmenti sono forse la causa della loro assenza dalla tavolozza dei pittori. Dagli inizi dell’Ottocento, infatti, il loro posto è stato via via preso dai moderni pigmenti di sintesi. L’esposizione temporanea rientra nell’ambito delle iniziative didattiche del Museo di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Bari Aldo Moro con ricadute sulla valorizzazione delle collezioni mineralogiche di interesse storico-scientifico in esso presenti. Grazie alle potenzialità espositive e didattico - interattive dei laboratori “aperti” previsti nel percorso, la mostra ha assunto carattere itinerante. In particolare è stata allestita in diversi “contenitori” museali dal science centre (Cittadella Mediterranea della Scienza, Bari ) al Museo d’arte (Villa del Principe - Palazzo di Andrea Doria, Festival della Scienza 2007, Genova). Il percorso museale è stato progettato in modo da sviluppare le tematiche del colore con approccio multidisciplinare ed interattivo, scegliendo i pigmenti naturali di origine minerale più significativi nella storia dell’arte quali ad esempio lapislazuli, cinabro, ocre gialle etc. Conoscere i pigmenti naturali attraverso le tecniche artistiche sperimentate individualmente in un laboratorio didattico, può diventare lo spunto per “guardare” l’opera d’arte attraverso la materia del colore. Caratteristica è stata la ricostruzione di una bottega dello speziale in cui sono state esposte le sostanze naturali descritte da Cennino Cennini nel Libro dell’arte, oltre che illustrate le lunghe fasi di preparazione di uno dei pigmenti più pregiati quale il lapislazzuli. Infine, è stato possibile intraprendere un percorso a ritroso, dall’opera d’arte al pigmento, al fine di illustrare le potenzialità di alcune diagnostiche (microscopia ottica, spettroscopia micro-Raman, microscopia elettronica a scansione –SEM-, fluorescenza di raggi X –XRF-) impiegate nell’ambito dei Beni Culturali. Pertanto nel percorso espositivo è stata prevista, ad esempio, una dimostrazione di analisi micro-Raman effettuata direttamente sullo strato pittorico di un dipinto, quale Il ritratto del cane Roldano di Aurelio Lomi, esposto nella Galleria Aurea del Palazzo Principe di Genova.

A crystal-chemical investigation of vauxite, ideally FeAl2(PO4)2(OH)2 6H2O, from Llallagua (Bolivia) has been performed using a multi-methodological approach based on WDS-electron microprobe, single-crystal X-ray diffraction, and vibrational spectroscopies (Raman and FTIR). The structure was refined in the triclinic P1 space group, with the following unit-cell constants: a 9.1276(2), b 11.5836(3), c 6.15960(10) Å, a 98.3152(10)°, b 92.0139(10)°, g 108.1695(9)°, and V 610.05(2) Å3. The vauxite structure is based on a building unit oriented parallel to the c axis and composed of a chain of Fe2 and Al2 edge-sharing octahedra and two chains of corner-sharing P2 tetrahedra and Al1 octahedra, interconnected via corners and P1 tetrahedra. Neighboring building units are interconnected by Al3 octahedra and via Fe1 octahedra. The framework is completed with two non-coordinated water molecules. The latter, together with the two hydroxyl groups and the other four coordinated water molecules, form a complex hydrogen bonding network whose interactions further compact the whole framework. Both FTIR and Raman spectra show, in the H2O stretching region, a broad absorption consisting of several overlapping components due to the six water molecules plus the OH groups. The band multiplicity observed in the low-wavenumber region (o1400 cm–1) is compatible with the presence of two distorted PO4 tetrahedra.

In museums, the communication through the exhibited objects is an essential feature for transferring knowledge. Since it is interactive and perceptive, it becomes even more relevant especially in a culture where information is mostly based on “image”. The department of “Scientific Museum Services” at the “Universita’ degli Sudi” in Bari, Italy, provides 3D scanning and printing technology that allow to reproduce “museum objects” either for research or teaching purposes. Reproduction of samples fossils (dinosaurs and “ammonite” footprints), of ancient ruins (vases, skeletons, tools), of crystal shapes (“twinned gypsum”) and religious objects (statues, “monstrance” and glasses) are only few examples of research studies with teaching implications. In particularly, it’s worthwhile to underline the possibility to utilize this methodology for rebuilding “cultural assets” for video interactions and “gifts” for the museum shop. The products of this 3D scanning technology are so interactive and spectacular that can also be published on the web sites of the museums that produce them. Moreover this technology is a great example to create a “virtual” networking of museums and to promote transfer and communication about cultural assets of “inestimable” value.

A wide range of teaching strategies have been employed to improve the effectiveness of STEM education. In some studies, music has been used as a tool to help memorizing scientific concepts. However, music (without lyrics) can also be considered in itself as an interesting way to explore and explain the complexity of both natural and artificial structures, and a way to guide learners of every age towards the deep understanding of the difficult concept of molecular order. For this purpose, we developed a scientifically based "decryption" method to assign a given sound to single atoms within crystals. All sound parameters (pitch, duration, timbre, and dynamics) are based on physical and chemical properties of the atoms involved in the structure. The "crystal soundtrack" is accompanied by animations highlighting the position of each atom considered in its context. Possible applications of this novel educational approach range from chemistry (atomic structures, the periodic table, the octet rule), to Earth sciences (the structure of natural crystals), material sciences (artificial structures), and biology (macromolecules such as sugars and nucleic acids). Musical examples will be presented and discussed.