Door de synthese van nanodeeltjes drastisch te vereenvoudigen, wil de Delftse startup Vsparticle de nanotechnologie revolutioneren.
Het is dé frustratie van menig nano-onderzoeker, universitair of in het bedrijfsleven: de tijd en moeite om een nieuw nanomateriaal te maken. ‘Op alle conferenties hoor je hetzelfde verhaal: het kost vele maanden om de receptuur te ontwikkelen voor een specifiek nanodeeltje. Pas daarna kunnen de metingen beginnen waar het eigenlijk om te doen is’, vertelt Aaike van Vugt, medeoprichter en ceo van de Delftse startup Vsparticle.
Zelf had Van Vugt als masterstudent bij Andreas Schmidt-Ott, hoogleraar Materials for Energy Conversion and Storage aan de TU Delft, een heel andere ervaring. ‘Een halve ochtend was genoeg om het apparaat te begrijpen. Daarna kon ik binnen een paar uur uitvogelen hoe je – volkomen reproduceerbaar – nanodeeltjes van uiteenlopende samenstelling en grootte kunt maken.’
Dat apparaat brengt Vsparticle nu naar de markt. Het mikt in eerste instantie op de nano-onderzoeksgemeenschap, die nu wel lang genoeg is gekweld met ingewikkelde syntheses. Op termijn volgt industriële productieapparatuur.
Zwavel
In nanovorm gedragen materialen zich niet hetzelfde als de ‘gewone’ vaste stof. Niet alleen de samenstelling, maar ook de deeltjesgrootte beïnvloedt de chemische en fysische eigenschappen. Dat opent deuren naar nieuwe toepassingen in de katalyse (bijvoorbeeld voor chemische processen of opschonen van uitlaatgassen), energieconversie (brandstofcellen, batterijen, zonnecellen), gezondheidszorg (contrastmiddelen, tumorbestrijding) en elektronica (interconnects, sensoren). Maar zie tussen de ontelbare mogelijke deeltjes maar eens de juiste te vinden.
De vonkablatietechniek van Vsparticle versnelt dat proces aanzienlijk. Met een elektrostatische ontlading worden kleine beetjes van een element verdampt en meegevoerd op een inert dragergas. De fragmenten klitten al stromend geleidelijk weer aan elkaar. De kracht van de vonken, de stroomsnelheid van het dragergas en de af te leggen afstand bepalen tot welke grootte de deeltjes kunnen groeien. Door gasstromen te mengen, vormen zich desgewenst nanodeeltjes uit verschillende elementen.
Op dit moment beperkt Vsparticle zich tot elementen die geleiden, dus voornamelijk metalen en een enkele halfgeleider. ‘Met een trucje kunnen we ook isolatoren verdampen en met een reactief dragergas zouden we ook elementen als zwavel kunnen introduceren, maar daar richten we ons op dit moment niet op’, zegt Van Vugt.
Kansen
Dit jaar verkoopt Vsparticle tegen de tien apparaten, waarvan de productie is uitbesteed aan het Nederlandse hightechecosysteem. Volgend jaar verwacht het jonge bedrijf tientallen orders te vervullen en op termijn zijn honderdtallen haalbaar, schat Van Vugt. ‘Uiteindelijk willen we met een druk op de knop het gewenste nanodeeltje kunnen maken. Dat is op dit moment een van onze prioriteiten.’
Vsparticle steekt veel moeite om zich in de kijker te spelen bij de nano-onderzoeksgemeenschap. De website staat vol met informatie over wat zijn VSP-G1-nanodeeltjesgenerator allemaal kan en hoe het onderzoek naar nanodeeltjes zich ontwikkelt. Het bedrijf werkt zo veel mogelijk samen met partijen die toepassingen op basis van nanodeeltjes ontwikkelen. ‘Samenwerking met de industrie is essentieel voor ons. Wij hebben de kennis over het maken van de deeltjes en willen graag met partijen samenwerken om de vertaalslag te maken naar marktspecifieke toepassingen en producten.’
Niet alleen het vinden van een nieuw nanomateriaal kost veel tijd en moeite, ook opschaling van de synthese naar industrieel niveau vergt vaak jaren. Vsparticle denkt ook daar de helpende hand toe te kunnen steken. Dat is wel een heel andere tak van sport, realiseert Van Vugt zich. Researchers appreciëren flexibiliteit en aanpasbaarheid, de industrie heeft heel andere prioriteiten – betrouwbaarheid voorop.
Van Vugt heeft echter geen haast met de industriële versie. ‘Als iemand er volgend jaar een wil hebben, valt daar vanzelfsprekend over te praten. Maar liever doen we nog ervaring op, zodat we goed kunnen overzien waar onze belangrijkste kansen liggen.’