Surfix is gespecialiseerd in het aanpassen van de eigenschappen van een oppervlak, bijvoorbeeld van een chip of een sensor. Dat doen ze door een enkele laag moleculen, een monolaag of nanocoating, met een chemische reactie te koppelen aan het oppervlak. Die moleculen hebben bijvoorbeeld een hydrofobe groep aan het uiteinde waardoor de nanocoating waterafstotend wordt. Zo ligt er een moleculair tapijtje op het oorspronkelijke oppervlak met een eigenschap naar keuze van de klant van Surfix.
Han Zuilhof, hoogleraar Organische Chemie aan Wageningen Universiteit, werkt al meer dan vijftien jaar aan deze technieken en heeft er diverse octrooien op. 'Op het moment dat we positieve rapporten kregen over onze octrooien, vond ik de tijd rijp om een bedrijf te starten,' zegt Zuilhof. De hoogleraar vond twee investeerders, die niet alleen kennis maar vooral ervaring meebrachten in het opzetten van een bedrijf. En hij zocht naar een jonge onderzoeker die het bedrijf zou gaan runnen. 'Iemand met een diep begrip van deze chemie, enthousiasme en het vermogen dat over te brengen en met een 'niet lullen maar poetsen' mentaliteit.' Dat werd Luc Scheres, oud-promovendus van Zuilhof. Hij richtte in 2011 Surfix op. Inmiddels werken er zeven mensen en heeft Surfix zo'n twintig klanten over de hele wereld.
 
Stabiel oppervlak
Het modificeren van oppervlakken met hulp van chemische reacties is niet nieuw. De meeste chemische methoden gaan uit van oxides zoals glas (siliciumoxide) dat reageert met silanen. Maar die binding is gevoelig voor bijvoorbeeld basen en kan makkelijk hydrolyseren. Bovendien zijn die reacties erg gevoelig voor vocht en zijn slecht reproduceerbaar. 'Vandaag met dit onweer krijg je een heel ander resultaat dan op een droge dag,' zegt Zuilhof.
Het onderzoek in de groep van Zuilhof resulteerde in een heel andere chemische reactie die niet alleen met oxides maar ook met nitrides en carbides werkt. Die chemische reactie is een van de belangrijkste uitvindingen waar Surfix de octrooien op heeft.
Het voordeel van carbides en nitrides is dat ze chemisch niet zo reactief zijn. De verbinding tussen de nanocoating en het substraat is dus heel stabiel en kan zowel goed tegen verschillende chemische omgevingen als tegen bijvoorbeeld hoge temperaturen. Dat is handig als de chip of sensor in allerlei omgevingen stabiel moet zijn. Maar dat betekent ook dat het lastig is om een verbinding aan bijvoorbeeld een siliciumnitride-oppervlak te zetten door middel van een chemische reactie. Scheres legt uit: 'Het is een reactie tussen het oppervlak en de dubbele binding van de precursor. Dat is een moeilijk chemisch proces dat wij heel goed in de vingers hebben.'
Scheres is niet bang dat anderen zijn technologie zullen namaken, ondanks de publicatie in octrooien. 'Onderzoekers die hier komen werken doen er soms wel een half jaar over om zich de technieken eigen te maken. En dan hebben ze alle kennis, kunde en apparatuur tot hun beschikking. Iemand die zelf de procedures wil nadoen is daar nog veel langer mee bezig.'
 
Patronen
Surfix is gespecialiseerd in het selectief bedekken van een stukje van het oppervlak, zegt Scheres. “Dat doen we met triggered assembly. Daarbij binden moleculen alleen op die plaats die wij vooraf hebben bepaald. We maken bijvoorbeeld een deel van het oppervlak reactiever zodat daar als eerste een precursor aan bindt. Met een tweede reactie bind je een tweede precursor aan de rest van het oppervlak. Zo kun je patronen op een chip of sensor maken.' Dat kan ook met andere processen met bijvoorbeeld UV-licht, voegt Zuilhof toe, 'Maar wij kunnen ook patronen maken op plekken waar je met licht niet bij kunt.'
De klanten van Surfix zijn heel divers, van multinationals tot kleine bedrijven. Namen kan Scheres niet noemen. 'De meeste klanten komen naar ons toe met een heel specifiek probleem dat geheim moet blijven. Een klant wilde bijvoorbeeld graag meten of zenuwcellen nog in leven zijn. Als dat zo is, groeien er een soort tentakels uit die verbindingen proberen te maken tussen de zenuwcellen. Meet je de groei van die tentakels, dan weet je dat de cellen nog leven. We ontwikkelden samen met hen een chip met een patroon waarop de uitgroei van deze verbindingen aan het oppervlak gestuurd werd.'
 
Tussen bio en fysica
Surfix neemt deel aan verschillende onderzoeksprogramma's waaronder BioFos en NanoNextNL. Ook de samenwerking met de groep van Han Zuilhof, die letterlijk buren zijn van Surfix, is hecht. De twee onderzoekers praten regelmatig met elkaar over de chemie. Scheres zegt: 'Deze onderzoeksprogramma's zijn een investering in onze toekomst. We moeten onze technologie wel blijven ontwikkelen. Bovendien zijn deze samenwerkingsverbanden heel nuttig voor het uitwisselen van kennis.'
Zo werd onlangs een biosensor ontwikkeld die Campylobacter-bacteriën in kippenvlees kan meten. Het Enschedese bedrijf Lionix maakte de chip, Surfix ontwikkelde de modificatie van het siliciumnitride oppervlak waardoor er antilichamen voor de bacterie op het oppervlak konden worden gezet. Het Veterinair Instituut (VTI)en Food&Biobased Research (FBR) van Wageningen University and Research Centre leverden de biologische kennis over de bacterie en de antilichamen. Met deze chip kunnen heel lage concentraties van de bacterie worden gemeten. 'Dit vind ik een mooi voorbeeld van samenwerking. Wij zitten als chemici letterlijk - op de chip - en figuurlijk tussen de biologen en de fysici in,' zegt Scheres.
Surfix kan al enige tijd financieel op eigen benen staan. Bang voor concurrentie is de onderzoeker niet. 'Geen concurrentie zou ongezond zijn. Er zijn altijd bedrijven die ongeveer hetzelfde doen als wij. Maar ik denk dat wij met onze triggered assembly en de mogelijkheden van lokale en selectieve modificatie een bijzondere techniek in handen hebben. Bovendien groeit de markt voor micro- en nanotechnologie explosief, onder andere voor diagnostiek, duurzame energie, voedselveiligheid en waterbeheer. We focussen nu op de life sciences, dat is al breed genoeg. Maar de mogelijkheden voor onze oppervlaktemodificatie zijn onbegrensd.'

Dit artikel is gepubliceerd in C2W nr 12, juni 2015.