Feb 01

Making a big deal out of nanofibers

 

Henderson is a place for big companies like boat builders, the filming industry, orchards and food factories, just one little hour away from Auckland and at the bottom of the Waitakere Ranges. But there is also small businesses happening here. I mean very, very small ones. Indeed even smaller than each one of your hair. That’s what Revolution Fibres about.

Revolution Fibres’ job could be summed up as making the invisible visible : they produce nanoscale (below 500 microns) fibers and turn them in huge rolls of raw material, then used by different industries to make air filters, tougher fish rods and sporting goods, or even cosmetics products. Working in nanotechnology in New Zealand is quite appealing, as they are pretty much the only one on the market since 2009 when the company started, but it also makes it harder in a way, as I was told by Iain Hosie, the engaging technical director of Revolution Fibres.

Tell me how you decided to start a business in nanotechnology ?

Iain Hosie : We were buying a lot of air filters in my previous company (HRV, Ed.), and wanted to make the best possible air filter in the world. We knew that nanofibers tended to make the best product, but weren’t able to find the material in New Zealand. We finally discovered some scientists in Plant and Food Research producing nanofibers at a very small scale. They were quite surprised when we asked them if they could make a hundred thousand square meters of the material for us ! We started to pay them for adding some antibacterial function to the fibers. The company really started after we looked more deeply into nanofibers, and discovered that they could serve not only in air filters, but also in composites, cosmetics, medical applications… We decided to apply for government fundings to build our own machines, big enough to answer market demand.

Why nobody had the idea to produce nanofibers before you ?

Iain : We’ve been to a lot of conferences worldwide and noticed that no one really made large quantities of nanofibers. The people who lead the market either want to sell machines producing the nanomaterial, or want to buy it in bulk. It’s the case for instance in the composite industry : there’s a huge interest in nanofibers, as they know from years of academic research that they’re useful for reinforcement, but they soon face a lack of supply as they want to produce big products like boats or quantity.

I like to define our business as producing functional fibers, fibers that actually do something

You are using an old technic called electrospinning to make your nanofibers. Can you explain how it works and what’s your added value producing them this way ?

Iain : Basically we create a solution of polymers, often combined to other molecules to add some function (antibacterial, anti-ageing…), then transformed into droplets introduced in a high-voltage area. Tiny fibers start to spin off from the droplets and we collect them on a surface. Electrospinning is a common process for making nanofibers, but it has never been really pushed by the industry. We used it to develop our own technic with good production rates and a very precise range of nanofibers, that is plus or minus 30 percent precision on the diameter. That sounds like a lot, but at the nanoscale it really isn’t. In our pilot and industrial-scale machines (The Chameleon and Komodo, Ed.), we got rid of the needle, which is too slow and cause blockings, for a process that we call sonic electrospinning. Our strengh compared to rivals is to create custom nanofibers for our customers.

Can you detail some of your main applications ?

Iain : Our main client in New-Zealand is still air filters manufacturers and the HRV company. For the composite industry, we can already sell one product, called Xantu.Layr, at a good price, 26 dollars per square meter. It’s compatible with most of the composite manufacturing process, and is already used here by Kilwell to make fishing rods twice stronger thanks to nanofibers. We also sell collagen fibers extracted from hoki’s skin to the cosmetic industry for anti-ageing products. New Zealand is a great place for testing new ideas but research is a little more advanced with our international partners in England, Singapore, Australia, India, China. We are currently working with them on blood filters, acoustic membranes for mobile phones…

I have the first nanofiber surfboard, which is both tougher and lighter

What about products in the R&D stage ?

Iain : We are trying to make conductive nanofibers, that could be really interesting for supercapacitors or flexible batteries. We work also on more biologically-active products, like virus-specific masks or multi-layer bandages. I’d personnaly like to see some developments in high-performance sport goods. We have demonstrated for instance that nanofibers reduce vibration in gun barrels, so you can get a straighter shot.

Is nanotechnology well-known and considered in New Zealand ?

Iain : I think that, like in most other countries, the common person doesn’t know about nanotechnology. People in the industry are more aware about it but also more skeptical, due to the fact that until now, in my point of view, nanotechnology has promised much but delivered really little. In a way, being a nanotechnology player makes it harder for us, because we have to convince people first. Moreover, New Zealand hasn’t put a lot of money behind nanotechnology : the government has supported his growth but not really tried to develop an industry here. I think as a result, some opportunities might have been missed. I think asian markets are easier for nanotechnology business because there’s a culture for technological products, and companies in this field are better-funded.

What’s next for Revolution Fibers ?

Iain : Try to diversify more and test new ideas with our partners. In 2014, we are still going to play with our machines and improve our process to produce even more fibers. We will also try to find other natural ressources than fish or plants as a raw material for making nanofibers.

 

Henderson est une banlieue à une petite heure d’Auckland, située au pied des Waitakare Ranges, connue pour ses grandes entreprises comme des constructeurs maritimes, la production audiovisuelle, des vergers et des usines de transformation alimentaire. Mais elle héberge aussi de plus petits business. Je veux dire vraiment, vraiment très petit. En fait, encore plus petit que chacun de vos cheveux. C’est l’activité principale de la start-up Revolution Fibres.

Le travail de Revolution Fibres pourrait se résumer à rendre l’invisible visible : elle produit des fibres nanométriques (en-dessous de 500 microns) qu’elle transforme en énormes rouleaux de matière première, ensuite utilisés par différents industriels pour faire des filtres à air, des cannes à pêche et d’autres articles de sport plus résistants, voire des produits cosmétiques. Être acteur des nanotechnologies en Nouvelle-Zélande peut paraître attrayant, car ils sont les seuls sur le marché depuis la création de la société en 2009, mais c’est aussi plus difficile d’une certaine manière, comme me l’a expliqué Iain Hosie, l’accueillant directeur technique de Revolution Fibres.

Comment avez-vous décidé de monter une entreprise dans le secteur des nanotechnologies ?

Iain Hosie : Nous achetions beaucoup de filtres à air dans mon entreprise précédente (Nda : HRV), et nous voulions faire le produit le plus efficace possible. Nous savions que les nanofibres constituaient le meilleur candidat, mais nous n’avons pas été en mesure de trouver le matériau en Nouvelle-Zélande. Nous avons finalement découvert des scientifiques du Plant and Food Research qui en produisaient à très petite échelle. Ils ont été très surpris quand nous leur avons demandé s’ils pouvaient fabriquer pour nous une centaine de milliers de mètres carrés de nanofibres ! Nous avons commencé à les financer pour doter les fibres d’une fonction antibactérienne. Mais la société a vraiment démarré après que nous ayons examiné plus en profondeur les applications des nanofibres, et découvert qu’elles pourraient servir non seulement dans les filtres à air, mais aussi dans les matériaux composites, les produits cosmétiques, certaines applications médicales … Nous avons candidaté à des financements publics pour construire nos propres machines, assez grandes pour répondre à la demande du marché.

Pourquoi personne n’a eu l’idée de produire des nanofibres avant vous ?

Iain : Nous avons été à de nombreuses conférences à travers le monde et remarqué que personne ne fabriquait vraiment de grandes quantités de nanofibres. Les leaders du marché veulent soit vendre des machines produisant le nanomatériau, soit acheter en vrac. C’est le cas par exemple dans l’industrie du composite : il y a un grand intérêt pour les nanofibres, car ils savent, après des années de recherche académique, qu’elles sont utiles pour le renforcement, mais ils font vite face à un manque d’approvisionnement du fait de la taille ou de la quantité de leurs produits.

J’aime nous définir comme un producteur de fibres fonctionnelles, de fibres qui apportent réellement quelque chose 

Vous utilisez une ancienne technique appelée électrofilage pour produire vos nanofibres. Pouvez-vous expliquer comment cela fonctionne et votre valeur ajoutée sur l’utilisation de cette technique ?

Iain : Fondamentalement, nous créons une solution de polymères, souvent combinée à d’autres molécules pour ajouter une fonction (antibactérienne, anti-vieillissement …), qui est ensuite transformée en gouttelettes introduites dans une zone à haute tension. De minuscules fibres commencent à essaimer à partir des gouttelettes et nous les recueillons sur une surface. L’électrofilage est un procédé commun pour faire des nanofibres, mais il n’a jamais été vraiment poussé par l’industrie. Nous l’avons utilisé pour développer notre propre technique avec un bon rendement et une gamme très précise de nanofibres, c’est-à-dire avec un diamètre précis à plus ou moins 30 %. Cela parait beaucoup, mais à l’échelle nanométrique, c’est très peu. Sur notre pilote et notre machine industrielle (Nda : le “Chameleon” et le “Komodo”), nous nous sommes débarrassés de l’aiguille, qui est trop lente et provoque des blocages, pour un processus que nous appelons électrofilage sonique. Notre force par rapport à la concurrence est de créer des nanofibres sur mesure pour nos clients.

Pouvez-vous détailler certaines de vos principales applications?

Iain : Les fabricants de filtres à air et la société HRV sont encore notre principal client en Nouvelle-Zélande. Pour l’industrie du composite, nous pouvons déjà vendre un produit, appelé Xantu.Layr, à un bon prix, 26 dollars du mètre carré. Il est compatible avec la plupart des procédés de fabrication de matériaux composites, et est déjà utilisé ici par Kilwell pour la fabrication de cannes à pêche deux fois plus résistantes grâce aux nanofibres. Nous vendons aussi des fibres de collagène extraites de la peau de hoki à l’industrie cosmétique pour des produits anti-âge. La

Nouvelle-Zélande est un endroit idéal pour tester de nouvelles idées, mais la recherche est un peu plus avancée avec nos partenaires internationaux en Angleterre, à Singapour, en Australie, en Inde et en Chine. Nous travaillons actuellement avec eux sur des filtres sanguins, des membranes acoustiques pour téléphones portables…

J’ai la première planche de surf en nanofibres, qui est à la fois plus résistante et légère 

Qu’en est-il des produits au stade de la R&D ?

Iain : Nous essayons de produire des nanofibres conductrices, qui pourrait être intéressantes dans des supercondensateurs ou des batteries flexibles. Nous travaillons également sur des produits plus actifs biologiquement, comme des masques filtrant spécifiquement certains virus ou des pansements multicouches. J’aimerai personnellement voir des développements dans les équipements sportifs de haute performance. Nous avons démontré par exemple que les nanofibres pouvaient réduire les vibrations dans les canons de fusil, et ainsi procurer un tir plus rectiligne.

Est-ce que les nanotechnologies sont bien connues et considérées en Nouvelle-Zélande ?

Iain : Je pense que, comme dans la plupart des pays, la personne lambda n’a pas conscience de l’existence des nanotechnologies. Les industriels sont mieux informés à ce sujet mais aussi plus sceptiques, selon moi parce que, jusqu’à maintenant, les nanotechnologies ont promis beaucoup mais délivré peu. D’une certaine manière, être un acteur des nanotechnologies rend notre tâche plus difficile, parce que nous devons convaincre nos clients d’abord. En outre, la Nouvelle-Zélande n’a pas investi beaucoup dans les nanotechnologies : le gouvernement a soutenu sa croissance, mais pas vraiment tenté de développer une industrie locale. Je pense par conséquent que certaines opportunités ont pu être manquées par le passé. Les marchés asiatiques sont peut-être plus faciles d’accès car il y a une culture pour les produits technologiques, et les entreprises dans le domaine des nanotechnologies sont généralement mieux financées.

Quelle est la prochaine étape pour Revolution Fibres ?

Iain : Nous diversifier d’avantage et tester de nouvelles idées avec nos partenaires. En 2014, nous allons encore jouer avec nos machines et améliorer notre procédé pour produire davantage de fibres. Nous allons aussi essayer de trouver d’autres ressources naturelles que les poissons ou les plantes comme matière première pour la fabrication de nanofibres.

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