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El tamaño del mercado global de nanotubos de carbono fue de USD 6.85 mil millones en 2024. Se proyecta que el mercado crecerá de USD 7.75 mil millones en 2025 a USD 18.98 mil millones para 2032 a una tasa compuesta anual del 13.6% durante el período de pronóstico (2025-2032). Asia Pacific dominó el mercado de nanotubos de carbono con una cuota de mercado de 38.83% en 2024.
Los nanotubos de carbono (CNT) se utilizan en aplicaciones que necesitan alta resistencia, conductividad eléctrica, durabilidad, propiedades livianas y conductividad térmica en comparación con otros materiales convencionales. La rápida demanda de circuitos integrados, baterías de litio, celdas de combustible, administración de fármacos, células fotovoltaicas solares, almacenamiento de hidrógeno y emisiones de campo impulsan la demanda de CNT. Actúan como antenas para dispositivos electromagnéticos y radios. Los CNT conductores se utilizan en cepillos para motores eléctricos comerciales a medida que mejoran la conductividad térmica y eléctrica y se extienden a través delplásticomatriz de la cepillo. El aumento de la comercialización y el aumento de las capacidades instaladas, con avance en la tecnología para mejorar la calidad general del producto y desarrollar productos más avanzados, son las tendencias clave que impulsan el crecimiento del mercado. LG Chem, Nanocyl SA, Arkema, Cabot Corporation y Ocsial son algunos actores clave que operan en la industria.
La pandemia Covid-19 impactó negativamente en diferentes regiones, empresas y facetas de la vida. China y Estados Unidos fueron los países peor afectados durante la ola inicial del brote Covid-19. Ambos países se encuentran entre los principales fabricantes y exportadores de CNT. Debido a las restricciones de la pandemia, las plantas de fabricación funcionaban a una capacidad reducida o se habían apagado temporalmente, causando la interrupción de la cadena de suministro.
Además, las restricciones de movilidad impuestas durante el bloqueo dieron como resultado desafíos logísticos, lo que dificulta la adquisición de materias primas y transporta productos terminados. Las restricciones comerciales impuestas por varios países, una fuerza laboral limitada y una escasez de contenedores de carga dieron como resultado un escenario sin precedentes que planteaba desafíos para las industrias manufactureras y de uso final. El mercado todavía se está desarrollando y en su mayoría orientado a la investigación. Las restricciones pandémicas afectaron las actividades de investigación, lo que obstaculiza el desarrollo del mercado.
La sostenibilidad y las iniciativas de fabricación verde impulsan el crecimiento del mercado
Los CNT ofrecen propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas excepcionales; Las preocupaciones con respecto al impacto de la producción, la toxicidad y la reciclabilidad han impulsado los esfuerzos de investigación y la industria hacia métodos de fabricación más ecológicos y aplicaciones sostenibles. Las empresas e instituciones de investigación se centran cada vez más en producir CNT con huellas de carbono más bajas, integrándolas en soluciones de energía verde y garantizar métodos de eliminación y reciclaje más seguros. Métodos de producción tradicionales de CNT, comoDeposición de vapor químico (CVD)y la descarga de ARC, a menudo implican un alto consumo de energía y el uso de fuentes de carbono derivadas de fósiles. Para abordar este problema, los investigadores y las empresas están desarrollando métodos de síntesis de CNT ecológicos utilizando fuentes de carbono renovables o derivadas de residuos.
Por ejemplo, First Graphene Ltd., una tecnología de grafeno y CNT, ha estado refinando técnicas de producción sostenibles utilizando biomasa de residuos en lugar de precursores basados en petróleo. Del mismo modo, algunos grupos de investigación exploran la síntesis de CNT de base biológica utilizando fuentes de carbono derivadas de plantas, algas y otros materiales orgánicos. Estos métodos no solo reducen las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también promueven una economía circular al reutilizar los desechos en nanomateriales valiosos.
La incorporación de CNT en los nanocompuestos es una tendencia significativa
Los CNT se están incorporando a varios materiales, comonanocompuestos, para mejorar la resistencia mecánica, la conductividad térmica y otras propiedades. Los CNT tienen una relación de resistencia / peso excepcional, lo que los convierte en refuerzos ideales en materiales compuestos. Al dispersar las CNT dentro de una matriz de polímero, el nanocompuesto resultante puede exhibir una mayor resistencia a la tracción, rigidez y dureza en comparación con el material base. Además, el producto también puede mejorar las propiedades de barrera de los materiales. Al formar una red dentro de una matriz de polímero, el producto puede crear rutas tortuosas que impiden la difusión de gases y líquidos, mejorando el rendimiento de la barrera de los materiales o recubrimientos de empaque. Estos factores están impulsando la innovación y los avances en la ciencia y la ingeniería de materiales.
Se espera que el aumento de la industria aeroespacial ayude al crecimiento del mercado
Varios riesgos están involucrados en el aeroespacial, donde la mayoría de los fabricantes de aviones se esfuerzan por hacer que los componentes aeroespaciales sean más difíciles, más duraderos y más fuertes. La industria aeroespacial se está centrando en reducir el peso para disminuir el consumo de combustible y extender los costos operativos de las aeronaves. El fuselaje de un avión moderno y avanzado está hecho de múltiples hojas de diferentes materiales compuestos. Los nanomateriales se utilizan en el sector aeroespacial para sus propiedades, que mejoran el rendimiento general de la aeronave.
La mayoría de los profesionales, incluidos los fabricantes e ingenieros, buscan métodos innovadores para producir compuestos de grado aeroespacial. Por ejemplo, los ingenieros del MIT desarrollaron un método para producir compuestos de grado aeroespacial con enormebuques a presióny hornos. Este método ayudará a acelerar la fabricación de aviones y cuchillas para turbinas eólicas. Además, la NASA y Nanocomp están trabajando juntas para producir fibras hechas de estos nanotubos para fabricar un recipiente a presión de sobresalto compuesto de CNT (COPV), lo que finalmente reduce la masa y mejora el rendimiento general de los sistemas aeroespaciales. El análisis de modelado por computadora de la NASA predice que los compuestos que usan refuerzo pueden conducir a una reducción del 30% en la masa total de un vehículo de lanzamiento. Por lo tanto, la creciente demanda de materiales livianos y de alta resistencia en las industrias automotrices y aeroespaciales impulsa el crecimiento del mercado de nanotubos de carbono.
Aumento de la electrónica y la demanda eléctrica aumenta el crecimiento del mercado
Crecir la fabricación de productos electrónicos en países como China, Corea del Sur, Japón y Singapur impulsa el crecimiento de la industria. La creciente industria electrónica, principalmente en placas de circuitos impresos ysemiconductores, ha resultado en un mayor uso del producto a nivel mundial. La tecnología rápida y la innovación de nuevos productos también aumentan la demanda en la industria electrónica y de semiconductores. Los CNT poseen excelentes propiedades electrónicas y mecánicas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones electrónicas. Los CNT encuentran su aplicación en la fabricación de una amplia gama de pantallas de pantalla electrónicas utilizadas en electrónica de consumo, como televisión, teléfonos móviles, computadoras y otros dispositivos electrónicos. Según el Ministerio de Electrónica y Tecnología de la Información (Meity), se proyecta que el mercado electrónico de la India alcanzará los USD 300 mil millones para 2025–26. También es probable que los avances en tecnología y el rápido desarrollo en la industria del juego impulsen el mercado de la electrónica de consumo.
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Las preocupaciones ambientales pueden obstaculizar el crecimiento del mercado
Las crecientes preocupaciones sobre el impacto ambiental de la CNT han llevado a estrictas pautas regulatorias del gobierno, principalmente para las empresas de fabricación de nanotubos. Los aglomerados crean riesgos potenciales para los seres humanos, así como para el medio ambiente. Como el producto es fibroso, inhalándolo puede causar graves problemas relacionados con la salud en los humanos. Es probable que la toxicidad de la CNT afecte la salud humana, incluido el aumento del daño renal y el alto riesgo de presión arterial. La exposición de humanos a nanomateriales y nanopartículas está aumentando. Los humanos están expuestos a una serie de productos que contienen nanopartículas, comoproductos cosméticos, pinturas y barnices, componentes aeroespaciales y automotrices, catalizadores de combustible y textiles avanzados.
La falta de estandarización puede obstaculizar el crecimiento del mercado
Los nanotubos de carbono pueden variar ampliamente en términos de pureza, longitud, diámetro, número de paredes (paredes de una sola paredes) y defectos estructurales, todos los cuales influyen críticamente en su rendimiento en diferentes aplicaciones. Sin estándares universalmente aceptados para definir estas propiedades, los fabricantes a menudo producen CNT que difieren notablemente en calidad, lo que lleva a resultados de rendimiento impredecibles para los usuarios finales. Esta variabilidad obstaculiza a las industrias como la electrónica, la aeroespacial, el almacenamiento de energía y el automóvil, donde la confiabilidad y la consistencia son cruciales para la adopción a gran escala.
Además, la ausencia de regulaciones claras en toda la industria dificulta que los compradores comparen productos de diferentes proveedores, lo que lleva a la fragmentación del mercado. También complica las aprobaciones regulatorias para productos que contienen CNT, especialmente en sectores con estrictos requisitos de seguridad y medio ambiente. Aunque las organizaciones, incluida la Organización Internacional de Estandarización (ISO) y ASTM (Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales) internacionales, han iniciado esfuerzos para desarrollar estándares CNT, el progreso es lento y la adopción ha sido inconsistente en todos los países.
Las iniciativas de sostenibilidad y fabricación verde impulsan el crecimiento del mercado
Los CNT ofrecen propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas excepcionales. Varias preocupaciones con respecto a su impacto de producción, toxicidad y reciclabilidad han impulsado los esfuerzos de investigación e industria hacia métodos de fabricación más ecológicos y aplicaciones sostenibles. Las empresas e instituciones de investigación se centran cada vez más en producir CNT con huellas de carbono más bajas, integrándolas en soluciones de energía verde y garantizar métodos de eliminación y reciclaje más seguros.
Los métodos tradicionales de producción de CNT, como la deposición de vapor químico (ECV) y la descarga de ARC, a menudo implican un alto consumo de energía y el uso de fuentes de carbono derivadas de combustibles fósiles. Para abordar este problema, los investigadores y las empresas están desarrollando métodos de síntesis de CNT ecológicos utilizando fuentes de carbono renovables o derivadas de residuos. Por ejemplo, First Graphene Ltd., una compañía de tecnología de grafeno y CNT, ha estado refinando técnicas de producción sostenibles utilizando biomasa de residuos en lugar de precursores basados en petróleo. Del mismo modo, algunos grupos de investigación también están explorando la síntesis de CNT de base biológica utilizando fuentes de carbono derivadas de plantas, algas y otros materiales orgánicos. Estos métodos no solo reducen las emisiones de gases de efecto invernadero, sino que también promueven una economía circular al reutilizar los desechos en nanomateriales valiosos.
Las tendencias de energía verde que exigen nanomateriales eficientes impulsan el crecimiento del mercado
Los CNT, conocidos por su excepcional conductividad eléctrica, resistencia mecánica y alta superficie, son parte integral de los avances en el almacenamiento de energía y las tecnologías de energía renovable. Mejoran el rendimiento de las baterías de iones de litio y los supercondensadores al mejorar la densidad de energía, las tasas de carga/descarga y la vida útil del ciclo, que son críticos para la eficiencia devehículos eléctricosy sistemas de almacenamiento de energía renovable. En los fotovoltaicos, se utilizan CNT de pared de una sola pared para mejorar la eficiencia de las células solares. Su capacidad para formar uniones P-N ideales y facilitar la separación y el transporte de carga eficiente ha llevado a mejoras significativas en la eficiencia de conversión de energía de las células solares basadas en CNT. Además, los CNT se emplean en celdas de combustible y sistemas de almacenamiento de hidrógeno, lo que contribuye al desarrollo de soluciones de energía sostenible.
Los altos costos de producción y los problemas de salabilidad pueden obstaculizar el crecimiento del mercado
La producción de CNT, especialmente SWCNT, que poseen propiedades eléctricas y mecánicas superiores, requiere equipos sofisticados, entornos controlados y materias primas de alta pureza, lo que aumenta los costos de fabricación. Las técnicas como la deposición de vapor químico (CVD), la descarga de ARC y la ablación con láser son altamente utilizadas, pero son costosas o difíciles de escalar de manera eficiente. Además, mantener una calidad y pureza consistentes en lotes de producción a gran escala sigue siendo una tarea compleja. Esta falta de escalabilidad dificulta la adopción masiva de CNT en las industrias sensibles a los costos, incluidos los automóviles yElectrónica de consumo. Sin innovaciones que reducen significativamente los costos de producción y mejoran la escalabilidad, muchas aplicaciones potenciales de CNT siguen limitadas a los mercados de nicho o de alta gama, retrasando la comercialización más amplia.
Nanotubos de carbono de paredes múltiples dominaron el mercado debido a su adopción en diversas aplicaciones
Según el producto, el mercado se segmenta en nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) y nanotubos de carbono de pared de una sola pared (SWCNT).
El segmento de nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) dominaron el mercado y puede continuar su dominio durante el período de pronóstico. Son alotropas de carbono huecas de forma cilíndrica que tienen una relación de aspecto alta. Se usan ampliamente en electrodos transparentes conductores, conductividad eléctrica, películas de calefacción conductivas, pantallas, nanodevicios, supercondensadores, industrias solares, baterías y otros. MWCNT es altamente conductivo cuando se integra adecuadamente en una estructura compuesta. La alta complejidad molecular del grafeno en MWCNT aumenta la resistencia a la tracción, con un amplio uso en la electrónica, la energía y las aplicaciones de polímeros de ingeniería. Además, se fortifican en polímeros de ingeniería a medida que disipan la electricidad estática y aumentan la repelencia hacia la contaminación en el aire. También se utiliza en el campo de la ingeniería biomédica y se investiga altamente en biosensiones yentrega de drogasMétodos para el monitoreo de la salud y el tratamiento de la enfermedad.
Los nanotubos de carbono de pared de una sola pared (SWCNT) son un altopo de carbono unidimensional con una alta relación carbono y una superficie alta. Estos están hechos de carbono envuelto en cilindros con un diámetro que varía de 1 nm a 1.5 nm. La estructura a nanoescala de una pared de nanotubos de carbono de una sola pared muestra propiedades eléctricas, térmicas, mecánicas y ópticas. La combinación única de estas estructuras ha llevado a un aumento en la demanda de nanotubos de carbono de una sola pared en diversas aplicaciones, como envases, células solares, compuestos, pantallas y recubrimientos. La producción industrial a gran escala de nanotubos de carbono de una sola pared ha comenzado, prometiendo nuevas oportunidades de mercado para caucho, compuestos, películas adhesivas, transistores, sensores y dispositivos de memoria.
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Plastics & Composites lidera el mercado debido al aumento de la preferencia del usuario final por los polímeros de ingeniería
Según la aplicación, el mercado está segmentado en plásticos y compuestos, electricidad y electrónica, energía y otros.
El segmento de Plastics & Composites posee la cuota de mercado de nanotubos de carbono dominantes, debido a la creciente aplicación de polímeros de ingeniería en las industrias automotrices y de construcción. CrecientecompuestoEs probable que el uso a causa de su propiedad ligera aumente la demanda. Los CNT son materiales que tienen propiedades químicas y físicas, y recientemente, muchos investigadores han estado utilizando polímeros de plástico para producir estos nanotubos. Estos nanotubos ofrecen un peso reducido del producto y una mayor resistencia cuando se incorporan en resinas epoxi para formar nanocompuestos.
La aplicación eléctrica y electrónica puede ser testigo de una tasa de crecimiento significativa durante el período de pronóstico. Ofrece propiedades eléctricas para construir dispositivos electrónicos como diodos y transistores de efectos de campo. Las excelentes características optoelectrónicas y de buena conductividad pueden promover la demanda del segmento eléctrico y electrónico. Además, la creciente importancia de la generación de energía a través de fuentes alternativas como la energía eólica y solar impulsará la demanda de la turbina eólica y las células solares, impulsando el crecimiento del segmento. Los TIM (materiales de interfaz térmica) se utilizan para mejorar la disipación de calor en dispositivos electrónicos, mejorando su rendimiento y longevidad. Los TIM basados en CNT son particularmente beneficiosos debido a su alta conductividad térmica, resistencia térmica reducida y flexibilidad y peso ligero. Los TIM con CNT mejorados se utilizan ampliamente en la electrónica de consumo (teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, consolas de juegos), computación de alto rendimiento (centros de datos, procesadores de IA, GPU) y electrónica automotriz (vehículos eléctricos,Electrónica de potencia). Además de los Tims, los CNT se utilizan en varias otras aplicaciones electrónicas, como películas y recubrimientos conductores, que se utilizan en pantallas flexibles, pantallas táctiles y protección de interferencia electromagnética (EMI). En supercondensadores y baterías, mejora la conductividad y las capacidades de almacenamiento de energía de las baterías de iones de litio y los supercondensadores. Además, su alta sensibilidad y conductividad los hacen ideales para sensores electrónicos a nanoescala. En las interconexiones en ICS, los CNT se están explorando como alternativas a la interconexión de cobre en chip debido a su conductividad superior y resistencia a la electromigración. Se espera que el segmento de electricidad y electrónica tenga una participación del 11.1% en 2024.
El segmento de energía está experimentando un crecimiento considerable. Los CNT se están utilizando cada vez más en baterías de iones de litio, supercondensadores y celdas de combustible debido a su alta superficie, excelente conductividad eléctrica y resistencia mecánica. Estas propiedades ayudan a mejorar la capacidad de carga, la densidad de energía y la estabilidad del ciclo. Como inversiones globales enenergía renovableY los vehículos eléctricos continúan aumentando, la necesidad de sistemas de almacenamiento de energía eficientes y de alto rendimiento se está intensificando, alimentando la adopción de CNT en aplicaciones relacionadas con la energía.
Por región, el mercado se estudia en América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África.
Asia Pacific Carbon Nanotubes Market Size, 2024 (USD Billion)
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Asia Pacific representó la participación de mercado líder en 2024 y fue valorada en USD 2.66 mil millones. Se espera que el mercado de Asia Pacífico, impulsado por China, India, Corea del Sur y Japón, represente la principal participación de mercado durante el período de pronóstico. La disponibilidad de la materia prima y la producción de bajo costo son pocos factores que respaldan la demanda de nanomaterial de carbono principalmente en el mercado chino. Se prevé aumentar la demanda de las industrias de automóviles, aeroespaciales, electrónica y de construcción en China, India, Malasia y Japón para impulsar la demanda de polímeros, contribuyendo al crecimiento de la industria. El aumento del gasto gubernamental en la producción de células solares, con una producción de producción aumentada deenergía solarTambién aumentará el crecimiento del mercado regional.
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Se proyecta que el mercado norteamericano es testigo de una tasa de crecimiento significativa durante el período de pronóstico, ya que la mayoría de los fabricantes tienen su sede en esta región. Financiación significativa para la investigación de polímeros y compuestos y la base de fabricación de algunos polímeros, como PEI y PEEK, principalmente en los EE. UU., Fomentarán el crecimiento de la industria en esta región. El aumento de la demanda de fabricación de polímeros para mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas del producto a granel también aumentará el crecimiento regional. Además, es probable que las regulaciones impuestas por el gobierno para promover la energía verde ayuden al crecimiento general del mercado. Por ejemplo, los CNT no se incorporaron a las pautas ambientales del gobierno canadiense.
El mercado europeo puede presenciar un crecimiento sustancial durante el período de pronóstico. La mayoría de los países de Europa se centran en los efectos peligrosos de la CNT en el medio ambiente y la salud humana. Como resultado, la Comisión Europea ha impuesto regulaciones estrictas sobre el uso y la producción de CNT, junto con una amplia gama de encuestas denanotecnologíaInvestigación, desarrollo clave del mercado e innovaciones que se llevan a cabo.
La región de América Latina está experimentando un crecimiento constante, impulsado por un aumento de materiales avanzados en industrias clave como la ingeniería automotriz, aeroespacial, de energía, electrónica e ambiental. El crecimiento del mercado en la región son las aplicaciones industriales en expansión para nanomateriales. Los CNT se están integrando en polímeros y compuestos para mejorar su resistencia mecánica, conductividad térmica y rendimiento eléctrico que atribuye un alto valor en industrias como automotriz y aeroespacial.
El crecimiento del mercado en el Medio Oriente y África está impulsado por iniciativas de energía renovable, avances en aplicaciones automotrices y aeroespaciales, innovaciones enImpresión 3De investigación e inversión concertada en toda la región. Los sectores automotrices y aeroespaciales impulsan la demanda de CNT. Estos también se utilizan en la producción de piezas de plástico exterior automotrices para impartir conductividad, así como en líneas y conectores de combustible automotriz conductores. Sus excepcionales propiedades mecánicas y eléctricas hacen que las CNT sean ideales para componentes livianos y de alta resistencia en estas industrias.
Los fabricantes unen fuerzas con universidades en forma de colaboración para mantener su presencia en el mercado
El mercado global es concentrado y competitivo con los principales actores del mercado, incluidos LG Chem, Nanocyl SA, Arkema, Cabot Corporation y Ocsial. La mayoría de las empresas están formando estrategias en forma de asociaciones, colaboraciones, empresas conjuntas y desarrollo de nuevos productos para mejorar su cartera de productos y expandir el alcance global de su empresa. La baja viabilidad comercial, debido a los altos costos de fabricación, es probable que sea una razón preocupante para los participantes industriales. Sin embargo, la inclinación regulatoria hacia la promoción de la nanotecnología será un factor impulsor importante para los fabricantes.
El informe proporciona un análisis detallado del mercado y se centra en aspectos cruciales como empresas líderes, productos y aplicaciones. Además, el informe ofrece información sobre las tendencias del mercado y destaca los desarrollos vitales de la industria. Este informe incluye datos históricos y pronósticos de crecimiento de ingresos a nivel global, regional y de países, y analiza la última dinámica y oportunidades del mercado de la industria. Además de los factores mencionados anteriormente, el informe abarca varios factores que contribuyen al crecimiento del mercado en los últimos años.
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ATRIBUTO |
DETALLES |
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Período de estudio |
2019-2032 |
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Año base |
2024 |
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Año estimado |
2025 |
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Período de pronóstico |
2025-2032 |
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Período histórico |
2019-2023 |
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Índice de crecimiento |
CAGR de 13.6% de 2025 a 2032 |
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Unidad |
Valor (USD mil millones), volumen (toneladas) |
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Segmentación |
Por producto
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Por aplicación
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Por región
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Fortune Business Insights dice que el tamaño del mercado global fue de USD 6.85 mil millones en 2024 y se proyecta que alcanzará los USD 18.98 mil millones para 2032.
Al crecer a una tasa compuesta anual del 13,6%, el mercado exhibirá un crecimiento constante durante el período de pronóstico (2025-2032).
El segmento de Plastics & Composites lidera el mercado.
Se espera que la creciente industria electrónica impulse el crecimiento del mercado.
LG Chem, Nanocyl SA, Arkema, Cabot Corporation y Ocsial son los principales actores en el mercado global.
Asia Pacific dominó la cuota de mercado en 2024.
Se espera que aumentar la industria aeroespacial para reducir el peso del vehículo para reducir el consumo de combustible y extender los costos operativos de las aeronaves impulsen la adopción del producto.
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