Forskare vid NUP/UPNA-Public University of Navarra och det Navarra-baserade företaget Anteral S.L. har designat ett nytt system av sensorer för att förbättra kvalitetskontrollen inom livsmedelssektorn och baserat på terahertz-teknologi. Dessa enheter möjliggör främmande kroppar, såsom metaller, papper, insekter, plast eller glas som ska detekteras i livsmedel längs en produktionslinje, och patogena mikroorganismer som ska identifieras i realtid.

Dessa enheter är baserade på terahertz-teknik, ett band i det elektromagnetiska spektrumet som ligger mellan mikrovågorna och infraröda vågorna. Detta terahertzband är det sista outforskade området i det elektromagnetiska spektrumet på grund av svårigheten att generera och detektera vågor av denna typ. Ändå är ett av de områden där terahertz erbjuder enorm teknisk potential inom avkänning av ämnen och material. Detta beror på det faktum att nästan alla molekyler uppvisar ett karakteristiskt fotavtryck på detta band och detta gör att de kan särskiljas och identifieras.

"Se" inuti ämnen

"Terahertz-strålning kan penetrera ett stort antal föremål och ämnen, så de gör det möjligt att "se" vad som finns inuti dem, " förklarade Juan Carlos Iriarte. "På samma sätt, reflektionen av terahertzvågor varierar beroende på vilket material eller kropp de påverkar, och detta ger bilder beroende på kraften och fasen av den mottagna vågen."

Sensorerna som utvecklats i detta projekt används för att upptäcka främmande kroppar i livsmedel, såsom skivat kött och grönsaker. "Metaller, inklusive korrosionsbeständiga, papper, insekter, plast eller glas kan hittas bland dessa främmande kroppar, " påpekade NUP/UPNA-forskaren. För det andra, sensorerna kan användas för att identifiera, i realtid, mikroorganismer som tillhör vanliga patogena stammar som kan finnas i lättfördärvliga livsmedel, och att utföra mikroorganismräkningar.

Forskarna har designat en enhet som är en miniatyriserad blandning av sändare och mottagare och som detekterar strålningen som reflekteras i terahertz-frekvensområdet, orsakad av en främmande kropp eller av en kemisk produkt. "I det första fallet, som av en främmande kropp, strålningen står i proportion till dess morfologi, och, på sekunden, när en kemisk produkt är inblandad, dess molekylära sammansättning följs så att den otvetydigt kan identifieras eftersom var och en har sitt eget spektrala strålningsfotavtryck, ", sa Juan Carlos Iriarte. Den spektrala signaturen av föremål och ämnen skiljer sig väldigt mycket mellan ett fall och ett annat och det är därför detektionen är mycket enklare och leder till färre falsklarm, enligt författarna till denna forskning.

"Systemet för att ta bilder i terahertz utgör ett stort framsteg inom detta område, eftersom det inte finns några liknande anordningar avsedda för inspektion inom livsmedelssektorn, antingen nationellt eller internationellt, avslutade Juan Carlos Iriarte.

Denna terahertz-baserade teknologi används redan inom säkerhetsområdet för att på ett icke-inträngande sätt få bilder av dolda vapen. I själva verket, NUP/UPNA:s Antenngrupp deltar aktivt i att tillämpa denna tekniska utveckling i branschen.