La microtomografia computerizzata di assorbiemnto di raggi X ad alta risoluzione come strumento di indagine nelle scienze agrarie ed alimentari

La micro-tomografia computerizzata di assorbimento di raggi-X (X-ray microCT) è una tecnica di imaging tridimensionale che consente di indagare la struttura interna di un campione in maniera non distruttiva. Nei comuni micro-tomografi da laboratorio il fascio conico di raggi-X (cone beam) emesso dalla sorgente radiogena incontra il campione rotante, e viene in parte assorbito ed in parte trasmesso, in maniera proporzionale al locale coefficiente di assorbimento µ (dove µ∝Z4). L’insieme delle proiezioni acquisite in corrispondenza di ciascuno step di rotazione del campione consente così una ricostruzione via software, che restituisce la distribuzione tridimensionale dei coefficienti di assorbimento nell’ambito dell’intero volume indagato. Le applicazioni della microCT sono le più trasversali, dalla medicina alle scienze dei materiali, dalle geoscienze all’informatica e così via. Vedere dentro un oggetto senza doverlo distruggere (tanto più importante quando il campione a disposizione è limitato, di particolare interesse scientifico o prezioso), eseguire analisi quantitative di porosità, volumi, superfici, osservare modificazioni strutturali in corrispondenza di prove di carico o cambiamenti termici controllati, rendono di fatto la microCT sempre più indispensabile nei moderni laboratori. In questa presentazione verranno mostrate alcune possibili applicazioni in campo Agrario, Ambientale ed Alimentare, ottenute mediante uno strumento da laboratorio con una risoluzione massima di 350 nm. In particolare, allo scopo di evidenziare alcune delle potenzialità della tecnica verranno mostrati i risultati relativi a campioni di:  Suolo: in base ai diversi valori di µ relativi alle frazioni principali, è possibile distinguerle e svelarne le caratteristiche morfometriche, quali volume, superficie, ecc. Laddove è presente un sufficiente contrasto fra le diverse componenti è anche possibile discriminare le diverse fasi mineralogiche, porosità e apparati radicali delle piante;  Biochar: ne può essere calcolata la porosità e la superficie attiva, parametri fondamentali per studiare il materiale come ammendante col suolo;  Semi: le strutture interne possono essere visualizzate e studiate senza "aprire" il seme;  Lombrichi: le caratteristiche morfologiche dell’organismo vengono mostrate con una risoluzione di pochi micron in modo da poter “entrare” nei diversi organi e visualizzarne una qualsiasi sezione;  Pane e prodotti da forno: può esserne determinata la struttura e la porosità al fine di migliorare la qualità del prodotto. I diversi esempi evidenziano come la microCT sia uno strumento molto importante per le moderne indagini analitiche grazie sia alla possibilità di imaging in senso stretto, sia per analisi quantitative di tipo strutturale (es. porosità, area superficiale), consentendo in alcuni casi notevoli miglioramenti in termini di consumo di tempo e di qualità del dato rispetto ad altre metodologie analitiche tradizionali.