De Eindhovense spin-off Hybrid Catalysis en de Amerikaanse Hybrid Plastics slaan de handen ineen voor de productie van zogenoemde POSS-katalysatoren. De gezamenlijke ambitie: binnen zeven jaar 4 miljoen omzet en 1 miljoen winst maken.

“Ik werk me te barsten, maar het is ook zo spannend”, zegt Erik Abbenhuis, hoofddocent aan de Technische Universiteit Eindhoven én directeur van Hybrid Catalysis. Deze spin-off van de TU/e ging recentelijk een joint venture aan met Hybrid Plastics uit Hattiesburg, Mississippi. Dit bedrijf is gespecialiseerd in nanodeeltjes van polyhedrale oligomere silsesquioxanen (POSS), interessante chemische bouwstenen bij de ontwikkeling van plastics, elektronica, polymeren, harsen, moleculaire silica en nog veel meer andere producten.

Het Amerikaanse Hybrid Plastics werd in 1998 opgericht als spin-off van de Amerikaanse luchtmacht om de POSS materiaal- en polymeertechnologie verder op de markt te zetten. Het produceert de POSS-deeltjes ook zelf. Small Times Magazine selecteerde het bedrijf als een van de vijf finalisten voor de ‘Best of Small Tech Award’ in 2002.

Unieke deeltje

POSS-nanodeeltjes hebben een naam hoog te houden. Deze bouwstenen zijn in 2000 door het Amerikaanse Research & Development Magazine uitgeroepen tot een van de honderd belangrijkste nieuwe technologische producten. De hybride deeltjes, [RSiO_1.5]_n, zijn uniek om verschillende redenen. Allereerst vormen ze een intermediair tussen silica (SiO₂) en siliconen (R₂SiO). Daarnaast bevatten ze non-reactieve groepen die de oplosbaarheid en compatibiliteit van de POSS-segmenten met polymeersystemen verbeteren. Ook hebben ze een of meer covalent gebonden reactieve groepen voor polymerisatie, oppervlaktebinding of hechting van POSS-monomeren aan polymeerketens.

Met hun diameter van 1 tot 3 nm zijn de nanodeeltjes in grootte ongeveer equivalent aan de meeste polymeersegmenten, waardoor ze uitermate geschikt zijn voor het beperken van de beweeglijkheid van polymeren, zonder de fysische eigenschappen aan te tasten. Tegenwoordig heeft Hybrid Plastics een eigen fabriek en produceert ze de nanochemicaliën op tonschaal.

Luchtvaartindustrie

Hybrid Catalysis voorziet de POSS-deeltjes van metaalcentra, die door de coördinatie aan de silsesquioxaankooien zeer elektrofiel zijn. De kooien zijn net zo elektronenzuigend als CF₃O-groepen. Vervolgens rijgen de Eindhovenaren verschillende van deze POSS-elementen aan elkaar om ze geschikt te maken voor homogene en heterogene katalyse. De katalysatoren worden gebruikt in onder meer alkeenpolymerisatie en -epoxidatie, metathese en Diels-Alder-reacties, en kunnen worden toegepast in bijvoorbeeld de farmaceutische, biologische, luchtvaart- en transportindustrie.

“Onze katalysatoren combineren de eigenschappen van uiteenlopende katalysatoren als metaalcomplexen en zeolieten. De precisie van homogene katalyse en de voordelen in scheiding van heterogene katalyse komen in de POSS-producten samen”, aldus Abbenhuis. “Bijzonder is verder dat de hybridematerialen zowel organische als anorganische eigenschappen bevatten, waardoor hun materiaaleigenschappen vergelijkbaar zijn met die van plastics. Daardoor zijn ze makkelijk te verwerken. De stabiliteit bij temperaturen tot 400 °C maakt ze bovendien geschikter dan metaalcomplexen voor reacties bij hoge temperaturen.”

De gunstige materiaaleigenschappen zijn ook belangrijk voor procesintensificatie, het vervangen van batchreactoren door continuopstellingen, waardoor de reacties makkelijker te sturen zijn. “In het begin was het werk allemaal nog heel exotisch”, vertelt de directeur, “maar nu kunnen we in samenwerking met Hybrid Plastics op tonschaal produceren.”

Hybrid Plastics voorziet Abbenhuis niet alleen van grondstoffen, maar geeft ook technische en verkoopsondersteuning. Voor de Amerikanen is het een mooie deal, omdat zich een nieuwe markt voor hun producten opent door de samenwerking met de Nederlanders.

Rooskleurig

Abbenhuis is zo’n tien jaar geleden begonnen met het onderzoek dankzij een KNAW-beurs. Hij heeft vooral in de periode 1999 - 2004 veel contractonderzoek gedaan. Met name vanwege zijn streven naar meer daadkracht en vrijheid heeft hij in augustus 2005 de B.V. Hybrid Catalysis opgericht onder de TUE Holding. Het bedrijf is opgericht met 18.000 euro, waarvan 11.000 van de universiteit en 7.000 door privé-inleg. “Ik stop dus geld in mijn eigen onderzoek”, verduidelijkt Abbenhuis. Hij verkoopt monsters en doet contractonderzoek voor bedrijven, voornamelijk in high-throughput catalyst screening en nano-additieven. Voor Abbenhuis de taak aan te tonen dat zijn katalysatoren stukken beter zijn dan diegene die de bedrijven momenteel gebruiken.

Abbenhuis vindt het prachtig ‘dealtjes’ te sluiten. “Op deze manier kan ik exploiteren wat gevonden wordt en vergroot ik de zichtbaarheid van mijn onderzoek. Als ik er dan ook nog rijk van kan worden, is dat natuurlijk mooi meegenomen.” Dat ‘rijk worden’ valt momenteel nog een beetje tegen, maar de opbrengst is voor een net begonnen bedrijf toch redelijk te noemen. “Met de tot op heden ontvangen opdrachten voor 2006 zal de omzet al uitkomen op 200.000 euro.”

Het bedrijf bestaat vooralsnog uit een eigen ‘fabriekje’ van twee batchreactoren waarmee monsters op kilogramschaal worden gemaakt. Abbenhuis huurt robotische apparatuur van de universiteit en heeft een leasecontract voor het gebruik van de infrastructuur. “Het is niet zo dat de universiteit ons matst.” Hybrid Catalysis heeft wel al aan twintig octrooien op het gebied van de nanotechnologie meegewerkt en heeft er zelf drie.

De Eindhovenaar ziet een rooskleurige toekomst voor zijn bedrijf. “Nu alles op steeds kleinere schaal gebeurt, zijn ook katalysatoren met andere materiaaleigenschappen nodig. Daarvoor is POSS-nanotechnologie ideaal.” Zeker nu recentelijk zelfs de polymeerindustrie geïnteresseerd blijkt in de ontwikkeling van transparante metaalhoudende plastics. “Bedrijven beginnen met de huidige technology push interesse te krijgen, maar de producten moeten zich eerst nog bewijzen. Als dat gebeurt, vangen we bakken met geld.”

www.hybridcatalysis.com