Rapporteringsdatum 17-04-2023

Het TERAFOOD project ontwikkelt een niet-intrusieve sensor voor de kwaliteitscontrole van verpakt voedsel, en dit tot op het niveau van een operationeel getest prototype. Na de realisatie van alle noodzakelijke technologische bouwstenen, is een eerste generatie van het fotonisch gedeelte van de sensor gefabriceerd en uitgemeten tijdens de tweede helft van 2018. Een geoptimaliseerde versie is gefabriceerd begin 2019. De eigenschappen opgemeten op deze laatste behoren tot de beste ooit gerapporteerd voor THz golfgeleiders en resonatoren. Tussen september en december 2019 werd de gascel ontworpen die gebruikt zal worden in het verdere verloop van het project om de sensor te testen in gecontroleerde omstandigheden, hierbij een voedselverpakking simulerend. De levering van deze cel, die voor april 2020 was gepland, liep verscheidene vertragingen op door de complexiteit van het ontwerp en de moeilijkheid van de fabricage. De door de COVID-19 veroorzaakte werkonderbreking en het verlies van het pakket door de bezorger maakten een tweede fabricage noodzakelijk. Deze cel werd uiteindelijk in oktober 2020 geleverd en de goede werking ervan (behoud van vacuüm en transparantie voor THz-golven) werd gevalideerd. Het is klaar voor de eerste tests van de fotoakoestische sensor in een gasvormige atmosfeer in aanwezigheid van spoorgassen die wijzen op bederf van voedsel. Tijdens de laatse maanden van 2020 (oktober-december) werden ook de eerste proeven gedaan met betrekking tot de goede werking van de gascel voor fotoakoestische metingen. De eerste stap was het karakteriseren van de mechanische resonanties onder variabele druk. Deze proeven (hoewel geen volledige karakterisering van de sensor) valideerden het principe van uitlezing op afstand doorheen de gascel. De gedetecteerde mechanische resonanties bevestigden de goede werking van de proefbank. Dit is een zeer belangrijk resultaat om over te kunnen gaan tot de karakterisering van de complete sensor in gekalibreerde atmosferen. De eerste helft van 2020 werd echter ernstig verstood door de uitbraak van de coronacrisis. Experimentele en technologische activiteiten werden gedurende 4 maanden (maart-juni 2020) opgeschort. Door gerichte acties en goed overleg tussen de partners zijn desondanks tijdens de beperkte beschikbare periodes het merendeel van de geplande onderzoeksactiviteiten uitgevoerd kunnen worden. Een grotere impact was er echter op het communicatie- en valorisatieluik van het project. Door de annulering van zowat alle fysieke bijeenkomsten gedurende 2020 (en gedeeltelijk ook 2021), is het communicatieprogramma en de bijeenkomsten met de adviesraad zo goed als volledig stilgevallen. Dit betekende ook een definitieve annulering van de tweede introductiesworkshop en het uitstel van de demonstratieworkshops. Er konden enkele voorbereidende werkzaamheden worden uitgevoerd om de demonstratie van de volledige sensor vanaf september 2020 snel en efficiënt te kunnen hervatten. Helaas heeft de verlenging (of zelfs verscherping) van de veiligheidsmaatregelen de experimentele werkzaamheden verder vertraagd. Bovendien brachten de weinige experimenten die konden worden uitgevoerd een defect in het basismateriaal aan het licht. Daarom werd in december 2020 een volledig nieuwe productierun gelanceerd. In het laatste projectjaar en meer specifiek in het 9de semester (januari-juni2021) werd dan de eerste gedetailleerde fotoakoestische meetcampagne gestart op deze complete sensoren die de drie resonantiemechanismen (optisch, akoestisch en mechanisch) combineren. Deze metingen werden geleid door CNRS (Elias Akiki) met hulp van ULCO (Marie Mammez) gelet op hun expertise gecalibreerde gasmetingen uit te voeren en deze mengsels correct te manipuleren. In een later stadium heeft ook UGent (Mattias Verstuyft) zich aangesloten bij deze metingen. Deze metingen hebben heel veel informatie opgeleverd over de goede werking van fotoakoestische effecten bij THz. De detectie van alle absorptielijnen van H2S in het werkingsgebied van de THz lichtbron is een degelijke Proof of Principle meting. Dit was in vele opzichten een belangrijke wetenschappelijke primeur die tot heel veel visibiliteit geleid heeft in wetenschappelijke kringen. Tijdens het laatste projectjaar is hiermee overtuigend experimenteel aangetoond dat het in TERAFOOD voorgestelde sensorprincipe voor vroege real-time niet-intrusieve detectie van voedsebederf succesvol was. Het concept is in een tijdspanne van ongeveer vier jaar geëvolueerd van een theoretisch idee op papier tot een eerste prototype volwaardige sensor die werkt in labomgeving en meetkarateristieken vertoont die reeds dicht staan bij de vereisten van de voedingsindustrie. Bovendien heeft die pluridisciplinair collegiaal werk (LPCA, Vmicro, UGent en CNRS) verscheidene nieuwe inzichten opgeleverd over de toepasbaarheid van de ontwikkelde know-how om andere belangrijke kwesties aan te pakken zoals industriële veiligheid of monitoring van luchtverontreiniging. In dit opzicht is het wetenschappelijk luik van TERAFOOD een succes te noemen, des te meer gelet op de verschillende technische vertragingen en de ernstige impact van de coronacrisis in een cruciale faze van het project. Intussen heeft het project toch veel aandacht gekregen in de geschreven en audiovisuele pers in de loop van 2020 (Euronews TV reportage, Les Echos artikel, France Inter podcast, ...). Voor wat de communicatie en promotie van het project betreft, communiceren alle projectpartners (BE: Food2Know, PRG & FMFP van UGent, en Flanders'Food; FR: VMicro SAS, LPCA ULCO Duinkerke, THz Photonics IEMN Villeneuve d'Ascq) beurtelings nieuwsflashes die de voor hen specifieke expertise binnen het project in lekentermen toelicht en illustreert aan de hand van behaalde resultaten. Deze berichten - tot heden 5 - worden gepost op de projectwebsite (https://terafood.iemn.fr) en nadien zorgen het UGent platform Food2Know (F2K) en de Vlaamse clusterorganisatie Flanders' Food (FF) voor een ruime verspreiding ervan onder hun ledennetwerk. F2K heeft eveneens in het kader van de valorisatie-activiteit van het project een ruime industriële en sectoriële adviesraad samengesteld met evenwichtige vertegenwoordiging in Frankrijk, Vlaanderen en Wallonië. Deze permanent open adviesraad omvat op dit moment 9 leden die adviseren bij onde-tafelsessies tijdens de bijeenkomsten van de raad over de praktische noden en de beperkingen betreffende intelligente voedselverpakkingen. Drie vergaderingen hebben tot nu toe plaatsgevonden (op 12/06/2017 in het LPCA lab in Duinkerke, op 22/3/2018 in IEMN, en op 21/3/2019 in de lokalen van F2K in Gent; de geplande bijeenkomst van 27/3/2020 is door de COVID-crisis geannuleerd). Het project geniet van een grote zichtbaarheid bij het groot publiek en de voedingssector. Het project werd reeds uitgenodigd op twee evenementen van de sector en was te gast tijdens paneldebat over digitalisering in de voedingsindustrie (tijdens de jaarlijkse INTERREG meeting 2019 op 18/11/2019 in Kortrijk). Bovendien werd het project in de kijker geplaatst door de diensten van de EC en is het verschenen (maart 2020) in het Smart Regions programma van het Euronews televisiekanaal. Een promotionele projectvideo werd eind 2019 afgewerkt nav de winnende pitch tijdens het jaarlijkse INTERREG evenement 2018. Ook in academische kringen is het project zichtbaar aanwezig getuige waarvan tot op heden 21 bijdragen aan nationale en internationale congressen (waarvan 7 posterpresentaties en 14 talks) en 7 gepubliceerde papers in internationale vakliteratuur. De projectpartners hebben ook ingezet op communicatie naar de industriële sector en het grote publiek door de organisatie van een introductieworkshop tot deze nieuwe THz technologieën ("Terahertzvoor dummies") op 31 januari 2019 in de lokalen van de PRG aan UGent. Helaas heeft de wereldwijde gezondheidscrisis als gevolg van de COVID-19-pandemie alle sinds maart 2020 geplande valorisatie- en promotieacties drastisch gedwarsboomd. Na verschillende pogingen om workshops, vergaderingen van de Industrieraad en brainstormsessies uit te stellen, en omwille van de aanhoudende covid restricties en onzekerheid naar de toekomst werd in samenspraak met interreg besloten de demo workshops en brainstormsessies te vervangen door een fysiek eindevent. Ook dit event werd helaas geplaagd door aanhoudende restricties en is op het allerlaatst omgevormd tot een online workshop (op 9 december 2021). Ondanks deze aanhoudende moeilijkheden kende dit slotevent een groot succes met een belangrijk aantal deelnemers uit de agroalimentaire sector. De variatie van het aangeboden programma heeft hiertoe bijgedragen. Experts uit Frankrijk, Vlaanderen en Wallonië hebben hun inzichten gedeeld over de actuele ontwikkelingen rond de uitdagingen op het gebied van voedselverpakking en voedselverspilling. Mogelijke oplossingen die gebruik maken van Terahertz-sensortechnologie werden gepresenteerd. En het evenement werd afgesloten met een demonstratie van de sensor die is ontwikkeld in Terafood. Naast deze projectresultaten, hebben twee toonaangevende Franse bedrijven die THz-inspectiesystemen ontwikkelen ook hun recente ontwikkelingen van hun Terahertz-technologie productportfolio gepresenteerd. De industriële deelnemers aan dit event (samen met de leden van de projectadviesraad) werden nadien online bevraagd om de nodige informatie voor de ontwikkeling van de technologie roadmap te verzamelen. In elk geval zijn alle genomen initiatieven en behaalde resultaten in het kader van het project in grote mate te danken aan de complementaire grensoverschrijdende wetenschappelijke samenwerking. De kruisbestuiving van de competenties van de voedselmicrobiologen van het LFMFP lab aan de UGENT en de THz-spectroscopie specialisten van het LPCA lab in Duinkerke hebben geleid tot een op wereldvlak eerste demonstratie dat twee volledig ongerelateerde analysetechnieken van de atmosfeer van een verpakking tot even nauwkeurige meetresultaten van de concentratie van de aanwezige vluchtige organische stoffen leiden. Dit resultaat is baanbrekend en verantwoordt de premisse van dit project. Anderzijds werden de berekeningen van de onderzoekers van de Fotonica groep van UGent experimenteel bevestigd in het Franse IEMN labo door een intense samenwerking tussen hen, de Franse technologische startup Vmicro en Franse en Belgische doctoraatsstudenten. Op dezelfde manier heeft een continue uitwisseling en samenwerking tussen de Franse en Belgische onderzoekers geleid tot de constructie van een unieke meetopstelling en zijn gebruik voor de wereldwijde eerste succesvolle demonstratie van de nieuwe Thz technologie voor voedseltoepassingen. Deze volledige nieuwe technologie is ook door een internationale patentaanvraag intellectueel beschermd. De priotiteitsclaim is ingediend op 28/1/2019 en het onderzoeksrapport hierover door het EPO beschouwt alle claims als innoverend en origineel. Op 28/1/2020 werd de internationale patentaanvraag ingediend. Op 6 augustus 2020 werd de internationale PCT aanvraag gepubliceerd onder nummer WO 2020/157022. Vmicro, UGENT en CNRS delen hierbij het uitvinderschap. Concluderend heeft het TERAFOOD project zowel op wetenschappelijk vlak als in termen van zichtbaarheid bij industriële actoren, het grote publiek en de officiële beheersautoriteiten resultaten geboekt die beantwoorden aan alle doelstellingen van de grensoverschrijdende samenwerking in het kader van het INTERREG programma.