The possibility to evaluate molecular diffusion coefficient in polymer films directly in-situ is critical to assess barrier properties of packaging systems. Using the polymer packaging itself as smart sensor could lead to increase shelf-life, minimize wastes, and food poisoning effects. In this work we report on a new method that exploit simple UV-Vis spectroscopy to identify diffusion of small molecules in the vapor phase through both commercial polymer packaging systems and into polymer multilayered structures. The new method allows to determine molecular diffusion coefficient values in full agreement with gravimetric data reported in literature.

1.
Berens
,
A. R.
;
Hopfenberg
,
H. B.
,
J. Membr. Sci.
,
10
,
283
303
, (
1982
).
2.
Flaconneche
,
B.
;
Martin
,
J.
;
Klopffer
,
M.
,
Oil Gas Sci. Technol.
,
56
,
245
259
, (
2001
).
3.
Mráček
,
A.
,
Int. J. Mol. Sci.
,
11
,
532
543
, (
2010
).
4.
Ferrari
,
M.-C.
;
Catalano
,
J.
;
Giacinti Baschetti
,
M.
;
De Angelis
,
M. G.
;
Sarti
,
G. C.
,
Macromolecules
,
45
,
1901
1912
, (
2012
).
5.
Gaffney
,
C.
;
Chau
,
C.-K.
,
Am. J. Phys.
,
69
,
821
825
, (
2001
).
6.
Meurer
,
B.
;
Weill
,
G.
,
Macromol. Chem. Phys.
,
209
,
212
219
, (
2008
).
7.
Meier
,
R.
;
Herrmann
,
A.
;
Kresse
,
B.
;
Privalov
,
A. F.
;
Kruk
,
D.
;
Fujara
,
F.
;
Rössler
,
E. A.
,
ACS Macro Lett.
,
2
,
96
99
, (
2013
).
8.
Xu
,
L.
;
Selin
,
V.
;
Zhuk
,
A.
;
Ankner
,
J. F.
;
Sukhishvili
,
S. A.
,
ACS Macro Lett.
,
2
,
865
868
, (
2013
).
9.
Salzano de Luna
,
M.
;
Ascione
,
C.
;
Santillo
,
C.
;
Verdolotti
,
L.
;
Lavorgna
,
M.
;
Buonocore
,
G. G.
;
Castaldo
,
R.
;
Filippone
,
G.
;
Xia
,
H.
;
Ambrosio
,
L.
,
Carbohydr. Polym.
,
211
,
195
203
, (
2019
).
10.
Salzano de Luna
,
M.
;
Altobelli
,
R.
;
Gioiella
,
L.
;
Castaldo
,
R.
;
Scherillo
,
G.
;
Filippone
,
G.
,
J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys.
,
55
,
1843
1849
, (
2017
).
11.
Salzano de Luna
,
M.
;
Castaldo
,
R.
;
Altobelli
,
R.
;
Gioiella
,
L.
;
Filippone
,
G.
;
Gentile
,
G.
;
Ambrogi
,
V.
,
Carbohydr. Polym.
,
177
,
347
354
, (
2017
).
12.
Sharma
,
V.
;
Nani
,
D.
;
Kumar
,
R.
,
Spectrochim. Acta, Part A
,
206
,
558
568
, (
2019
).
13.
Lova
,
P.
;
Manfredi
,
G.
;
Bastianini
,
C.
;
Mennucci
,
C.
;
Buatier de Mongeot
,
F.
;
Servida
,
A.
;
Comoretto
,
D.
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
,
11
,
16872
16880
, (
2019
).
14.
Lova
,
P.
;
Manfredi
,
G.
;
Comoretto
,
D.
,
Adv. Opt. Mater.
,
6
,
1800730
26
, (
2018
).
16.
Lova
,
P.
;
Comoretto
,
D.
,
AIP Conf. Proc.
,
1981
,
020097
, (
2018
).
17.
Lova
,
P.
;
Bastianini
,
C.
;
Giusto
,
P.
;
Patrini
,
M.
;
Rizzo
,
P.
;
Guerra
,
G.
;
Iodice
,
M.
;
Soci
,
C.
;
Comoretto
,
D.
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
,
8
,
31941
31950
, (
2016
).
18.
Lova
,
P.
;
Manfredi
,
G.
;
Boarino
,
L.
;
Comite
,
A.
;
Laus
,
M.
;
Patrini
,
M.
;
Marabelli
,
F.
;
Soci
,
C.
;
Comoretto
,
D.
,
ACS Photonics
,
2
,
537
543
, (
2015
).
19.
Lova
,
P.
;
Soci
,
C.
 Nanoimprint Lithography: Toward Polymer Photonic Crystals. In
Organic and Hybrid Photonic Crystals
;
Comoretto
,
D.
, Ed.;
Springer
:
Cham
,
2015
; Chapter 187-212, p
493
.
20.
Lova
,
P.
;
Manfredi
,
G.
;
Boarino
,
L.
;
Laus
,
M.
;
Urbinati
,
G.
;
Losco
,
T.
;
Marabelli
,
F.
;
Caratto
,
V.
;
Ferretti
,
M.
;
Castellano
,
M.
;
Soci
,
C.
;
Comoretto
,
D.
,
Phys. Status Solidi C
,
12
,
158
162
, (
2015
).
21.
Mönch
,
W.
;
Dehnert
,
J.
;
Prucker
,
O.
;
Rühe
,
J.
;
Zappe
,
H.
,
Appl. Opt.
,
45
,
4284
4290
, (
2006
).
22.
Mönch
,
W.
;
Dehnert
,
J.
;
Jaufmann
,
E.
;
Zappe
,
H.
,
Appl. Phys. Lett.
,
89
,
164104
, (
2006
).
23.
Gao
,
S.
;
Tang
,
X.
;
Langner
,
S.
;
Osvet
,
A.
;
Harreiβ
,
C.
;
Barr
,
M.
;
Spiecker
,
E.
;
Bachmann
,
J.
;
Brabec
,
C. J.
;
Forberich
,
K.
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
,
10
,
36398
36406
, (
2018
).
24.
Paternò
,
G. M.
;
Iseppon
,
C.
;
D’Altri
,
A.
;
Fasanotti
,
C.
;
Merati
,
G.
;
Randi
,
M.
;
Desii
,
A.
;
Pogna
,
E. A. A.
;
Viola
,
D.
;
Cerullo
,
G.
;
Scotognella
,
F.
;
Kriegel
,
I.
,
Sci. Rep.
,
8
,
3517
, (
2018
).
25.
Paternò
,
G. M.
;
Moscardi
,
L.
;
Kriegel
,
I.
;
Scotognella
,
F.
;
Lanzani
,
G.
Electro-optic and magneto-optic photonic devices based on multilayer photonic structures, SPIE: 2018
; pp Number of Pages.
26.
Iasilli
,
G.
;
Francischello
,
R.
;
Lova
,
P.
;
Silvano
,
S.
;
Surace
,
A.
;
Pesce
,
G.
;
Alloisio
,
M.
;
Patrini
,
M.
;
Shimizu
,
M.
;
Comoretto
,
D.
;
Pucci
,
A.
,
Mater. Chem. Front.
,
3
,
429
436
, (
2019
).
27.
Lova
,
P.
;
Giusto
,
P.
;
Stasio
,
F. D.
;
Manfredi
,
G.
;
Paternò
,
G. M.
;
Cortecchia
,
D.
;
Soci
,
C.
;
Comoretto
,
D.
,
Nanoscale
,
11
,
8978
8983
(
2019
).
28.
Lova
,
P.
;
Cortecchia
,
D.
; S.
Krishnamoorthy
,
H. N.
;
Giusto
,
P.
;
Bastianini
,
C.
;
Bruno
,
A.
;
Comoretto
,
D.
;
Soci
,
C.
,
ACS Photonics
,
5
,
867
874
, (
2018
).
29.
Manfredi
,
G.
;
Lova
,
P.
;
Di Stasio
,
F.
;
Krahne
,
R.
;
Comoretto
,
D.
,
ACS Photonics
,
4
,
1761
1769
, (
2017
).
30.
Lova
,
P.
;
Grande
,
V.
;
Manfredi
,
G.
;
Patrin
,
M.
;
Herbst
,
S.
;
Würthner
,
F.
;
Comoretto
,
D.
,
Adv. Opt. Mater.
,
5
,
1700523
, (
2017
).
31.
Manfredi
,
G.
;
Lova
,
P.
;
Di Stasio
,
F.
;
Krahne
,
R.
;
Comoretto
,
D.
In
Directional Fluorescence Shaping and Lasing in All-Polymer Microcavities Doped with CdSe/CdS Dot-in-Rod nanocrystals
,
2017 European Conference on Lasers and Electro-Optics and European Quantum Electronics Conference
,
Munich
,
2017/06/25
;
Optical Society of America
:
Munich
,
2017
; p CK_10_2.
32.
Manfredi
,
G.
;
Lova
,
P.
;
Di Stasio
,
F.
;
Rastogi
,
P.
;
Krahne
,
R.
;
Comoretto
,
D.
,
RSC Advances
,
8
,
13026
13033
, (
2018
).
33.
Robbiano
,
V.
;
Paternò
,
G. M.
;
La Mattina
,
A. A.
;
Motti
,
S. G.
;
Lanzani
,
G.
;
Scotognella
,
F.
;
Barillaro
,
G.
,
ACS Nano
,
12
,
4536
4544
, (
2018
).
34.
Comoretto
,
D.
Organic and Hybrid Photonic Crystals
,
Springer
:
Cham
,
2015
; pp Number of Pages.
35.
Graham-Rowe
,
D.
,
Nat. Photon.
,
3
,
551
553
, (
2009
).
36.
Fang
,
Y.
;
Ni
,
Y.
;
Leo
,
S.-Y.
;
Taylor
,
C.
;
Basile
,
V.
;
Jiang
,
P.
,
Nat. Comm.
,
6
,
7416
, (
2015
).
37.
Lee
,
J.-H.
;
Koh
,
C. Y.
;
Singer
,
J. P.
;
Jeon
,
S.-J.
;
Maldovan
,
M.
;
Stein
,
O.
;
Thomas
,
E. L.
,
Adv. Mater.
,
26
,
532
569
, (
2013
).
38.
Wang
,
Z.
;
Zhang
,
J.
;
Wang
,
Z.
;
Shen
,
H.
;
Xie
,
J.
;
Li
,
Y.
;
Lin
,
L.
;
Yang
,
B.
,
J. Mater. Chem. C
,
1
,
977
983
, (
2013
).
39.
Crank
,
J.
 The Mathematics of Diffusion, 2nd ed.;
Oxford university press
:
Bristol
,
1975
; pp Number of Pages.
40.
Mura
,
C.
;
Yarwood
,
J.
;
Swart
,
R.
;
Hodge
,
D.
,
Polymer
,
42
,
4141
4152
, (
2001
).
This content is only available via PDF.
You do not currently have access to this content.