Mi sono laureato in fisica nel 1985. Dal 1986 ho operato a Firenze presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia, prima come tecnico laureato, poi come ricercatore, professore associato e attualmente come professore ordinario (SSD FIS/07) presso la Scuola di SMFN dove insegno in corsi di base nel CdL in Diagnostica e materiali per la conservazione e il restauro e nel CdL di Fisica e Astrofisica. La mia attività di ricerca si è svolta nell’ambito della fisica nucleare sperimentale, sia di base che applicata. Per ciò che concerne la ricerca di base, alla quale mi sono dedicato essenzialmente soltanto nei primi anni dopo la laurea, la mia attività si è svolta nel campo delle reazioni fra ioni pesanti a energie medio-basse (da pochi MeV/A a ~20 MeV/A). Le problematiche affrontate hanno riguardato lo studio delle reazioni profondamente inelastiche e l’analisi dei meccanismi di fusione-fissione e fusione-evaporazione, su un’ampia gamma di energie di bombardamento e masse nucleari. Per queste ricerche, ho lavorato in collaborazioni nazionali e internazionali soprattutto agli acceleratori dei Laboratori Nazionali di Legnaro, ma anche ai ciclotroni della Texas A&M University e del SARA di Grenoble.

Fin dall’inizio tuttavia, parallelamente, e in maniera predominante a partire dagli anni 90, mi sono dedicato a ricerche di fisica nucleare applicata, in particolare all’analisi di composizione di campioni di interesse storico, artistico e ambientale, utilizzando tecniche non distruttive basate sul bombardamento con fasci di ioni accelerati (IBA, Ion Beam Analysis; soprattutto PIXE, Particle Induced X-Ray Emission, cioè la tecnica di analisi elementale basata sull’emissione X indotta da bombardamento ionico). Queste ricerche sono state effettuate originariamente presso il laboratorio dell’acceleratore KN3000 di Firenze, che ho contribuito a sviluppare, e, successivamente, presso il laboratorio LABEC del nuovo acceleratore Tandetron dell’INFN (dedicato ad applicazioni sia di tecniche IBA sia di Accelerator Mass Spectrometry (AMS) in problematiche relative ai beni culturali e all’ambiente), di cui sono stato fra i promotori e che ho contribuito a installare (dal 2011 al 2017 ne sono stato il responsabile).

In collaborazione con P.A.Mandò a partire dal 1987 ho sviluppato una facility di fascio estratto in aria principalmente per misure PIXE ma anche PIGE (Particle-Induced Gamma ray Emission) e RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry). Questa facility è stata fra le prime al mondo. Il nostro gruppo ha svolto un ruolo decisivo per l’affermazione delle tecniche di Ion Beam Analysis in Italia e in Europa nel campo dei beni culturali.

Nel campo della fisica ambientale, ho messo a punto tecniche di campionamento, di analisi in laboratorio e di analisi dati indirizzate alla quantificazione del contributo di ogni sorgente di particolato atmosferico (PM) alla sua concentrazione totale. Ho introdotto in Italia l’uso di campionatori continui a due-stadi (streaker sampler) ad alta risoluzione temporale per l’identificazione delle sorgenti di PM in base all’andamento temporale della loro composizione elementale e ho progettato e sviluppato un set-up di fascio esterno specificatamente dedicato all’applicazione delle tecniche IBA allo studio dell’aerosol atmosferico, proponendo, per la prima volta, l’uso di nuovi rivelatori SDD (Silicon Drift Detectors) in questo campo al posto dei tradizionali rivelatori al Si(Li). Questo accurato lavoro di sviluppo metodologico-strumentale ha permesso di ottenere un set-up con caratteristiche di eccellenza uniche a livello mondiale. Grazie a questo uno dei più importanti progetti Europei sull’ambiente EMEP -European Monitoring and Evaluation Programme- http://www.emep.int/ ha scelto il nostro laboratorio come laboratorio di riferimento per la misura della componente naturale dell’aerosol raccolto nelle stazioni remote del progetto in tutta Europa ed è stato possibile inserire il LABEC all’interno di ACTRIS. L’infrastruttura di ricerca ACTRIS – Aerosols, Clouds and Trace Gases – è un’iniziativa paneuropea che coordina le osservazioni e la ricerca scientifica europea su aerosol, nubi e gas in traccia con lo scopo di fornire servizi di alta qualità a un’ampia comunità di utenti pubblici e privati. ACTRIS è inclusa nella roadmap ESFRI dal 2016 e si è recentemente strutturata come ERIC. Actris prevede una serie di laboratori di servizio e ricerca; il gruppo fiorentino, da me coordinato, fa parte della central facility “Aerosol in situ” ed è il laboratorio di riferimento per la variabile composizione elementale, ovvero l’unità Elemental Mass Calibration Center della Central Facility ECAC/CAIS (European Center for Aerosol Calibration/Center for Aerosol In Situ).

Mi sono dedicato anche a specifiche campagne di studio del particolato, effettuate autonomamente dal mio gruppo o in collaborazione con gruppi del Dipartimento di Chimica di Firenze, delle Università di Genova, Milano, Bologna, Napoli, ISPESL, CNR,  con gruppi di ricerca stranieri (Università di Elche, CSIC Barcellona, Siviglia, Madrid, Birmingham, Aveiro, Atene, Gent, Budapest, CNRS, Aemet Izana (Spagna), CNRS), con gli Enti regionali preposti al controllo ambientale (ARPA), in siti urbani, industriali, remoti, di interesse artistico sia in Italia che all’estero.

Il complesso di queste attività ha portato alla pubblicazione di oltre 240 lavori su riviste internazionali con referee, a svariate presentazioni seminariali presso Istituti e Laboratori in Italia e all’estero, e a numerose relazioni in congressi internazionali. Sono stato invitato come chairman a varie conferenze internazionali. Sono referee di numerose riviste internazionali. Sono stato responsabile nazionale di un PRIN dal titolo “Analisi con fasci ionici, spettrometria di massa con acceleratori e tecniche complementari per l’ambiente e i beni culturali” approvato per il biennio 2004-2005, responsabile nazionale di due esperimenti del cosiddetto “quinto gruppo” INFN, responsabile locale in diversi PRIN e Presidente del Corso di Laurea  in Tecnologie per la Conservazione e il Restauro. Sono stato coordinatore nazionale del progetto europeo Life+ AIRUSE (2012-2016) che ha coinvolto ricercatori di 5 paesi europei ed ha identificato le principali sorgenti del particolato atmosferico in 5 città del sud Europa (Firenze, Milano, Barcellona, Atene e Porto), testato e suggerito opportune strategie per la riduzione del problema. Il progetto é stato premiato dalla Comunità Europea come miglior progetto LIFE+  nella sezione “Green cities”. Sono coordinatore locale del Progetto PRIN RHAPS (Redox-activity and Health effects of Atmospheric Primary and Secondary aerosol), che mira a identificare proprietà specifiche del PM da fonti antropiche che sono responsabili degli effetti tossicologici e possono essere utilizzate come nuove metriche per studi sull’inquinamento correlati alla salute. Sono coordinatore nazionale del progetto Bric-INAIL “Valutazione ambientale e impatto sanitario di inquinanti organici emergenti, quali ritardanti di fiamma bromurati, sostanze perfluoroalchiliche e inquinanti inorganici tossici, in ambienti di lavoro”