Marktgröße, Anteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse von Nanoverbundwerkstoffen, nach Typ (Polymer, Metall, Keramik, andere), nach Produkt (Kohlenstoffnanoröhren, Nanoclay, Graphen, Nanofaser, andere), nach Anwendung (Verpackung, Elektrik und Elektronik, Automobil, Luft- und Raumfahrt & Verteidigung, andere) und regionale Prognose, 2020-2027

Die globale Marktgröße für Nanokomposite betrug im Jahr 2019 4,32 Milliarden US-Dollar und soll bis 2027 14,34 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 16,3 % im Prognosezeitraum entspricht.

Nanokomposite können basierend auf ihren dispergierten Phasenmaterialien und ihrer dispergierten Matrix kategorisiert werden. Sie werden stark von den Grenzflächeninteraktionen, Komponenten individueller Eigenschaften, Struktur und Zusammensetzung beeinflusst. Der Markt wächst rasant in den Bereichen Automobil, Verpackung, Elektronik und Halbleiter sowie Arzneimittelabgabesysteme< /a>, Korrosionsschutzbeschichtungen sowie Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen.

Metallmatrix-Nanokomposite (MMNC) bestehen aus einer duktilen Legierung oder Metallmatrix. Diese Materialien vereinen Keramik- und Metalleigenschaften, d. h. Zähigkeit und Duktilität mit hohem Modul und Festigkeit. Somit eignen sich MMNCs für die Herstellung von Materialien, die eine hohe Festigkeit bei Scher- oder Kompressionsprozessen und eine hohe Betriebstemperaturbeständigkeit erfordern.

COVID-19: Strenge Regeln der Regierung, um die Nachfrage in der Verpackungs- und Elektronikindustrie anzukurbeln

Die anhaltende COVID-19-Pandemie hat den globalen Nanokompositmarkt aufgrund der strengen Regeln der lokalen Regierungen und Organisationen erheblich beeinträchtigt. Die Produktherstellung wurde in Regionen zurückgefahren, was sich erheblich auf den Markt ausgewirkt hat. Obwohl der Markt von dieser Situation betroffen ist, ist die Nachfrage aus bestimmten Segmenten wie Lebensmittelverpackungen und Elektronik deutlich gestiegen.

Ein erheblicher Anstieg der Nachfrage nach verpackten Lebensmitteln und Paketen zum Mitnehmen aufgrund der sozialen Distanzierungsnormen hat zu einem Anstieg der Nachfrage nach Nanokomposit-Verpackungsfolien und -kartons geführt. Darüber hinaus bietet die steigende Nachfrage nach Touchscreen-Elektronikgeräten wie Smartphones, Laptops, Fernsehbildschirmen und anderen Geräten aufgrund der Einführung von E-Learning in Schulen, Hochschulen und Bildungseinrichtungen eine Chance und wird die Nachfrage steigern.< /p>

NEUESTE TRENDS

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Die Herstellung transparenter Filme und Elektroden ist ein bedeutender Trend

Eine der wichtigsten Anwendungen dieser Verbundwerkstoffe ist die Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren (CNT) bei der Entwicklung transparenter leitfähiger Filme (TCF). Derzeit wird bei der Herstellung von TCFs Indiumzinnoxid verwendet. Der neue technologische Fortschritt bei der CNT-Herstellung von TCF soll den herkömmlichen TCF durch die verbesserten, kostengünstigen und hochwertigen transparenten Folien auf CNT-Basis ersetzen. Chemische Gasphasenabscheidung, Laserverdampfung und Lichtbogenentladungsverfahren sind wichtige und verbesserte kommerzielle Herstellungsverfahren, die den herkömmlichen Syntheseverfahren vorgezogen werden. Dies sind einfachere und einfachere Methoden, um qualitativ hochwertiges CNT zu erhalten. Die Verfahren Combustion Chemical Vapour Deposition (CCVD) und Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) sind technisch fortschrittliche Methoden, die häufig zur Herstellung einwandiger Kohlenstoffnanoröhren eingesetzt werden.

Darüber hinaus haben mit Kohlenstoffnanoröhren verstärkte Nanokomposite in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen und aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, Zug-, thermischen und chemischen Eigenschaften sowie ihrer verbesserten Flammschutzeigenschaften ein neues Anwendungsspektrum eröffnet. Zu den Nischenanwendungen von CNT zählen die antistatische Abschirmung von Flugzeugflügeln und Flugzeugrümpfen sowie die Abschirmung elektromagnetischer Störungen. Die potenzielle Verwendung von CNT-basiertem TCF, das in dehnbaren, flexiblen und tragbaren Optoelektronikgeräten verwendet werden kann. Darüber hinaus wurden erhebliche Fortschritte bei der Herstellung, den Eigenschaften und der Stabilität erzielt, was zu einer Zunahme der industriellen Anwendungen des Produkts führen kann.

Die Dotierung von MoOx hat die Stabilität und Zuverlässigkeit des TCF erheblich erhöht. Durch Ladungstransferdotierung wird die elektrische Leitfähigkeit des TCF erhöht und es wird außerdem eine thermische Stabilität erreicht. Die Verwendung von Nanopartikeln aus Halbleitern anstelle von metallischen und filmischen Nanopartikeln wird einen effizienten elektrischen Transport im CNT-Netzwerk ermöglichen. Im November 2019 schlossen sich Birla Carbon und CHASM Advanced Materials zusammen, um die Innovation und Entwicklung neuartiger Nanomaterialien zu beschleunigen, die verschiedenen Marktsegmenten wie neuartigen Beschichtungen, Batterien der nächsten Generation und anderen gedruckten elektrischen Komponenten zugute kommen.

ANTRIEBSFAKTOREN

Zunehmende Anwendungen in der Verpackungsindustrie werden das Wachstum begünstigen

Die Verpackung ist einer der Sektoren, die in den letzten zwei Jahrzehnten mehrere moderne Veränderungen erfahren haben. Nanokomposite werden häufig zur Herstellung von Verpackungsprodukten wie Folien, Kartons, Schachteln und anderen verwendet. Das Produkt findet aufgrund seiner hohen Qualität, Vielseitigkeit, Flexibilität, hohen Zugfestigkeit und geringeren Kosten im Vergleich zu anderen Verpackungsprodukten breite Anwendung im Verpackungssektor.

Die steigende Nachfrage der Lebensmittel- und Getränkebranche nach Verpackungen hatte enorme Auswirkungen auf das Marktwachstum. Diese Produkte zeichnen sich durch verbesserte thermische, mechanische und biologisch abbaubare Eigenschaften sowie eine verbesserte Hemmung gegenüber mikrobiellen und anderen Schadstoffen aus. Der Einsatz intelligenter und aktiver Lebensmittelverpackungstechnologien soll den Markt vorantreiben. Lebensmittelverpackungen müssen beispielsweise eine geringere Gasdurchlässigkeit aufweisen, um ein Verderben des Lebensmittelprodukts durch Oxidation zu verhindern und die Haltbarkeit des Produkts aufrechtzuerhalten. Polymerverbundstoffe verfügen über hervorragende Barriereeigenschaften, die die Übertragung von Sauerstoff, Kohlendioxid, Feuchtigkeit usw. verhindern sogar das Aroma des Essens. Diese wünschenswerten Eigenschaften haben die Lebensmittel- und Getränkehersteller dazu veranlasst, Nanokompositverpackungen einzuführen, was die Produktnachfrage weiter angekurbelt hat.

Die zunehmende Zahl berufstätiger Frauen auf der ganzen Welt hat die Nachfrage nach küchenfertigen, vorgekochten und anderen Fertiggerichten erheblich erhöht. Die Internationale Arbeitsorganisation gibt an, dass die derzeitige weltweite Erwerbsbeteiligungsquote von Frauen bei nahezu 49 % liegt und aufgrund der zunehmenden Initiativen der ILO voraussichtlich noch steigen wird.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Hohe Produktions- und Verarbeitungskosten können das Wachstum behindern

Bei diesen Verbundwerkstoffen handelt es sich um speziell entwickelte Materialien, die in kurzer Zeit im Bereich der Nanotechnologie an Bedeutung gewonnen haben. Sie werden im Allgemeinen durch Suspendieren von Nanopartikeln in der Matrix hergestellt. Kohlenstoffnanoröhren werden durch Methoden wie chemische Gasphasenabscheidung, Laserablationsverfahren und Lichtbogen hergestellt Entladungsverfahren und andere Prozesse, die die Nanopartikel in den Matrixkörnern suspendieren. Die verwendeten Geräte und Maschinen sind etwas teuer und erfordern einen hohen Wartungsaufwand. Darüber hinaus muss die Ausrüstung regelmäßig gewartet werden, um die Produktionseffizienz und -qualität aufrechtzuerhalten. Dies führt zu höheren Produktions- und Verarbeitungskosten. Allerdings werden technologische Fortschritte bei Verarbeitungsgeräten und Produktionsmethoden im Prognosezeitraum als Chance für den Markt dienen.

SEGMENTIERUNG

Nach Typanalyse

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Segment Polymer-Nanokomposite hält einen großen Anteil

Je nach Typ ist der Markt in Polymer, Metall, Keramik und andere unterteilt. Der Polymerbereich machte 2019 einen großen Anteil aus und könnte seine Dominanz im Prognosezeitraum fortsetzen. Günstige staatliche Vorschriften zur Produktverwendung in der Verpackungs-, Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie werden die Nachfrage nach Polymerprodukttypen ankurbeln. Das Produkt sorgt aufgrund von Eigenschaften wie mechanischer Festigkeit, Gasbarriereeigenschaften, Flammhemmung, überlegener Wärmeleitfähigkeit, elektrischer Leitfähigkeit und Rheologie für Fortschritte bei synthetischen Kunststoffmaterialien. Außerdem ersetzt es nach und nach Schwermetalle, die in der Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie verwendet werden.

Zunehmende Produktanwendungen in den Bereichen Stromerzeugung, Energiespeicherung, Automobil und Luft- und Raumfahrt werden die Größe des Marktes für Keramikprodukte aufgrund ihrer Fähigkeit, bei hohen Temperaturen zu überleben, steigern. Aufgrund seiner Eigenschaften wie Bruchzähigkeit, hohe Temperatur, Korrosionsbeständigkeit, Verschleiß und hohe Schadenstoleranz wird es häufig in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie eingesetzt. Sie bieten elektromagnetische Abschirmung für Flugzeuge und bessere Weltraumumgebungen.

Nach Produktanalyse

Kohlenstoffnanoröhren (CNT) führen aufgrund ihrer hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeitseigenschaften

Auf der Grundlage des Produkts wird der Markt in Kohlenstoffnanoröhren (CNT), Nanoton und Graphen< eingeteilt /a>, Nanofasern und andere. Das Segment der CNT-basierten Nanokomposite soll bis Ende 2027 den Markt dominieren. Kohlenstoffnanoröhren weisen eine hohe elektrische Leitfähigkeit, Zugfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit auf und können auch chemisch modifiziert werden. Sie werden in Verbundwerkstoffen, Optik, Elektronik und anderen Anwendungsbereichen eingesetzt. CNTs werden als Verbundfasern in Polymeren verwendet, um deren elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften zu verbessern. Es wird auch bei der Herstellung von Autoteilen und Sportausrüstung verwendet. Die steigende Nachfrage nach Polymeren wird in der Folge den Markt für Kohlenstoffnanoröhren ankurbeln.

Nanotone werden im Allgemeinen in Polymer-Nanokompositen, rheologischen Modifikatoren, Gasabsorptionsmitteln und auch als Träger für die Arzneimittelabgabe eingesetzt. Diese werden in Polymeren verwendet, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern und die Durchlässigkeit von Gasen wie Sauerstoff, Kohlendioxid, Feuchtigkeit und Dämpfen zu verringern. Steigende Nachfrage nach Nano-Tonen aus der Öl- und Gasindustrie als Teil von Bohrschlamm, der die Viskosität des Schlammschlamms erhöht, was den Bohrer kühl hält und bei der Entfernung des gebohrten Feststoffs hilft. Nanoclays sind relativ kostengünstig, umweltfreundlich und lassen sich zudem bequem herstellen.

Graphen wird aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften in verschiedenen elektronischen Bauteilen verwendet. Graphen ist ein Halbleiter ohne Lücke und weist bei normaler Temperatur eine hohe Elektronenmobilität auf. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es hauptsächlich in LEDs, Touchpanels, Solarzellen, Telefonbildschirmen und anderen elektronischen Komponenten verwendet. Die steigende Nachfrage nach elektronischen Geräten wie Laptops, Smartphones, LED-Fernsehern und Geräten mit Touchscreens wird die Nachfrage nach Graphen ankurbeln.

Durch Anwendungsanalyse

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Verpackungssegment soll einen großen Marktanteil halten

Auf der Grundlage der Anwendung wird der Markt in Verpackung, Elektrik und Elektronik, Automobil, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung und andere unterteilt. Das Verpackungssegment wird im Prognosezeitraum aufgrund seines zunehmenden Einsatzes in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie in pharmazeutischen Verpackungen voraussichtlich einen großen Anteil einnehmen.

Die Automobilindustrie hat diese Verbundwerkstoffe zur Herstellung von Leichtbaukomponenten eingesetzt. Diese Komponenten reduzieren das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und senken den Kraftstoffverbrauch deutlich. Darüber hinaus reduzieren sie auch die Treibhausgasemissionen (THG) und erfüllen die strengen Vorschriften der Regierungsbehörden zum CO2-Ausstoß von Fahrzeugen. Diese Faktoren werden sich positiv auf den Markt auswirken und die Nachfrage nach leichten Automobilkomponenten steigern.

Mehrschichtige Nanokomposite werden in elektronischen Anwendungen eingesetzt. Die zunehmende Forschung und Entwicklung zur Verwendung von Graphen bei der Entwicklung transparenter Elektroden aufgrund der hohen optischen Transparenz wird die Produktnachfrage in elektronischen und elektrischen Anwendungen ankurbeln. In der Neuzeit ist die Nachfrage nach flexiblen, transparenten leitenden Materialien für die Herstellung von Touchscreens, Videodisplays, optischen Panels und Solarzellen gestiegen und hat so das Marktwachstum stimuliert.

REGIONALE EINBLICKE

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Es wird erwartet, dass der asiatisch-pazifische Raum im Jahr 2019 den größten Marktanteil halten wird. Die Präsenz mehrerer Hersteller in Südostasien wird zur wachsenden Nachfrage nach dem Produkt in mehreren Endverbrauchssektoren beitragen. Der zunehmende Einsatz in den Bereichen Elektronik und Halbleiter, Automobil, Lebensmittel und Getränke, Verpackung und pharmazeutische Anwendungen dürfte sich positiv auf den regionalen Markt auswirken und seine Dominanz fortsetzen.

Kohlenstoffnanoröhren werden in verschiedenen Transistoren, Sensoren, ICs, Rasterkraftmikroskopsonden und anderen elektrischen Komponenten verwendet, da ihre außergewöhnlichen Eigenschaften die Produktnachfrage in Ländern wie Indien, Japan, China und Südkorea steigern sollen. Der sich schnell entwickelnde Elektronikfertigungssektor in diesen Ländern, der auf die hohe Nachfrage der Endverbraucherindustrie nach elektronischen Geräten zurückzuführen ist, wird den regionalen Markt antreiben. Laut Statistiken der Organisation der Vereinten Nationen für industrielle Entwicklung (UNIDO) wird China beispielsweise in den kommenden Jahren ein beträchtliches Wachstum in der Elektronik-, Optik- und Computerfertigung um 10,5 % verzeichnen. Diese Faktoren sollen zum Wachstum des regionalen Marktes beitragen.

Nordamerika dürfte aufgrund der zunehmenden Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten im Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssektor einen erheblichen Marktanteil bei Nanokompositen halten. Der Einsatz hitzebeständiger Nanokomposite in verschiedenen Luftfahrtanwendungen wie der Herstellung von Luft- und Raumfahrtkomponenten dürfte das Marktwachstum ankurbeln. Diese Produkte werden auch in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt, darunter Automobil- und Luft- und Raumfahrtanwendungen. Die Einführung hitzebeständiger und aus Polymeren gewonnener Keramik für fortschrittliche thermoelektrische Anwendungen durch die National Aeronautics and Space Administration (NASA) wird sich positiv auf den regionalen Markt auswirken.

Die zunehmende Einführung leichter und biologisch abbaubarer Polymerverbundstoffe durch verschiedene Elektronik- und Verpackungsindustrien aufgrund der strengen Vorschriften der Environmental Protection Agency (EPA) in Bezug auf nicht abbaubare Materialien wird die Wachstumschancen des regionalen Marktes erhöhen.

Europa wird aufgrund der zunehmenden Verwendung dieser Verbundwerkstoffe im Automobil- und Medizinsektor voraussichtlich ein beträchtliches Wachstum verzeichnen. Die kontinuierliche Forschung und Entwicklung bei der Entwicklung leichter, nicht korrodierender und robuster Materialien für Automobilteile würde möglicherweise das Gesamtgewicht und den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen reduzieren. Es dürfte die Nachfrage verschiedener europäischer Automobilhersteller ankurbeln.

Der zunehmende Einsatz von Produkten für biomedizinische Anwendungen wie Arzneimittelverabreichung, Knochengewebezüchtung, zellbezogene Therapien und andere Anwendungen in Deutschland, Großbritannien, Frankreich und Italien als technisch fortschrittliche medizinische Behandlungsverfahren werden den lokalen Markt antreiben. Darüber hinaus wird die wachsende geriatrische Bevölkerung in den europäischen Ländern zu einem Anstieg der Nachfrage nach biomedizinischen Anwendungen führen, was das Marktwachstum weiter fördern soll.

WICHTIGSTE INDUSTRIEAKTEURE

Strategische Initiativen der Unternehmen zur Stärkung der Marktposition

Wichtige Akteure in der Nanokomposit-Industrie sind Zyvex Technologies Inc., Nanocyl SA, Evonik Industries AG, Arkema S.A., Cabot Corporation und andere. Mehrere Unternehmen möchten ihr Geschäft durch Kooperationen und neue Produktentwicklungsstrategien erweitern. Beispielsweise gab die Cabot Corporation im Januar 2020 die Übernahme eines chinesischen Herstellers von Kohlenstoffnanoröhren, Shenzhen Sanshun Nano New Materials Co., Ltd. (SUSN), bekannt, um ihre Marktposition und Formulierung zu stärken.

Außerdem beschäftigen sich einige Unternehmen mit der Herstellung und Lieferung von Rohstoffen für diese Verbundwerkstoffe, die in die Rohstofflieferkette integriert sind. Beispielsweise entwickelt die Inframat Corporation nanostrukturierte Mahlkörper für fortschrittliche Materialien, Festoxid-Brennstoffzellen und andere fortschrittliche Materialien und liefert diese an andere Unternehmen und Forschungsinstitute. Das Unternehmen hat Kompetenzzentren für industrielle Nanobeschichtung aufgebaut. Bei der nanomagnetischen Technologie werden weichmagnetische Kerne verwendet, die in elektrischen Geräten und Maschinen verwendet werden. Das Unternehmen verfügt über ein umfangreiches Produktportfolio, das Nano-Metalloxide, nano-thermische Spritzpulver, Nano-Carbide und -Nitride, Nano-Metallpulver und nanomagnetische Pulver verschiedener Qualität, Reinheit und Partikelgröße umfasst.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Arkema S.A. (Frankreich)


• Evonik Industries AG (Deutschland)


• Showa Denko K.K. (Japan)


• Cabot Corporation (USA)


• Zyvex Technologies Inc. (USA)


• Nanocyl SA (Belgien)


• RTP-Unternehmen (USA)


• Nanophase Technologies Corporation (USA)


• Nanocor Inc. (USA)


• DuPont (USA)


• Andere Schlüsselakteure

WICHTIGSTE ENTWICKLUNGEN DER BRANCHE:

• Juli 2019 – Briggs Automotive Company (BAC) arbeitete mit Haydale zusammen, um diese Verbundwerkstoffe in Karosserieteile von Automobilen zu integrieren. Haydale gab bekannt, dass sein mit Graphen angereichertes Prepreg in die Karosserieteile und Verbundwerkstoffwerkzeuge des neuen BAC Mono R integriert wurde.


• Juli 2018 – Das Airbus Beijing Engineering Center (ABEC) und das National Center for Nanoscience and Technology (NCNST) von China haben ein Labor mit Schwerpunkt auf Nanokompositmaterialien eröffnet, in dem die beiden Parteien gemeinsam forschen werden der Luftfahrtsektor.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Markt für Nanokomposite

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Der Marktforschungsbericht zu Nanokompositen bietet eine detaillierte Analyse des Marktes und konzentriert sich auf entscheidende Aspekte wie führende Unternehmen, Anwendungen und Produkte. Darüber hinaus bietet der Bericht Einblicke in Markttrends und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht verschiedene Faktoren, die in den letzten Jahren zum Wachstum des Marktes beigetragen haben.

Berichtsumfang und Segmentierung