カーボンナノチューブ市場規模、シェア、新型コロナウイルス感染症の影響分析、製品別（多層カーボンナノチューブ（MWCNT）および単層カーボンナノチューブ（SWCNT））、用途別（プラスチックおよび複合材料、電気・電子、エネルギー、その他）、および地域予測、2021 ～ 2028 年

世界のカーボン ナノチューブ市場規模は、2020 年に 49 億 4,000 万米ドルで、2021 年から 2028 年の間に 10.2% の CAGR で、2021 年の 53 億 2000 万米ドルから 2028 年には 105 億 2000 万米ドルに成長すると予測されています。 CAGRの突然の上昇はこの市場の需要と成長に起因しており、パンデミックが終息するとパンデミック前のレベルに戻ります。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響は前例のない驚異的なもので、CNTはパンデミックのさなか、すべての地域でマイナスの需要ショックを目の当たりにしている。私たちの分析によると、2017 年から 2019 年の平均前年比成長と比較して、2020 年の世界市場は 2.2% の減少を示しました。

カーボン ナノチューブは、他の従来の材料と比較して、高い強度、導電性、耐久性、軽量性、熱伝導性が必要な用途に使用されます。集積回路、リチウム電池、燃料電池、ドラッグデリバリー、太陽光発電セル、水素貯蔵、電界放出ディスプレイからの需要が急増しています。それらは電磁装置や無線のアンテナとして機能します。導電性 CNT は、ブラシのプラスチック マトリックスを通って伸びる際に熱伝導性と電気伝導性を向上させるため、商用電気モーターのブラシに使用されています。全体的な製品品質を向上させ、より高度な製品を開発するための技術の進歩による商業化の促進と設置容量の増加は、カーボン ナノチューブ市場の成長を推進する主要なトレンドです。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の発生により製造工場を一時的に停止

新型コロナウイルス感染症のパンデミックは、あらゆる地域、あらゆるビジネス、生活のあらゆる側面に悪影響を及ぼしています。中国と米国は、新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）流行の第１波で最も大きな被害を受けた国の一つだった。両国はカーボンナノチューブの主要な製造国および輸出国の一つである。パンデミックによる制限により、製造工場は生産能力を低下させて稼働するか、一時的に閉鎖せざるを得なくなり、サプライチェーンの混乱を引き起こしました。さらに、ロックダウン中に課された移動制限により物流に問題が生じ、原材料の調達と完成品の輸送が困難になりました。いくつかの国によって課された貿易制限、限られた労働力、貨物コンテナの不足により、製造業と最終用途産業に課題を突きつける前例のないシナリオが生じました。市場はまだ発展途上であり、主に研究指向です。パンデミックによる制限は研究活動に影響を及ぼし、開発を妨げています。

ほとんどの製造会社は、従業員を保護し、製造施設の稼働を維持するために、新型コロナウイルス感染症に関する規制を厳格に遵守していると報告されています。世界経済がパンデミックによる挫折から回復し、勢いを取り戻し始めた一方で、より感染力の強い新たなデルタ変種の出現により、貿易活動の不確実性のレベルが大幅に高まっています。米国は現在、デルタ変種による新型コロナウイルス感染者の大幅な急増に直面している。しかし、国内で大規模なワクチン接種が実施されており、国民の意識も高いため、感染者数の増加による貿易や産業活動への影響は、第1波ほど深刻ではないと考えられます。

最新トレンド

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MIT エンジニアがカーボン ナノチューブから最新のマイクロプロセッサを構築

2019 年 8 月、MIT の研究者は、従来のシリコンに代わる、より環境に優しく、より高速な代替となる、トランジスタから高度なマイクロプロセッサを構築しました。次世代コンピューター構築用のカーボン ナノチューブ電界効果トランジスタ (CNFET) を製造しています。また、研究によると、CNFET はシリコンに比べて約 10 倍のエネルギー効率と高速性を備えています。 MIT の研究者らは、欠陥を制限し、従来のシリコン チップ ファウンドリ法と併用して CNFET 製造における完全な動作制御を可能にする新しい方法論を発明しました。

推進要因

航空宇宙産業の増加が市場の成長を促進すると予想される

飛行にはさまざまなリスクが伴いますが、ほとんどの航空機メーカーは航空宇宙部品をより快適に、より長持ちさせ、より強力にすることに努めています。航空宇宙産業は、燃料消費量を削減し、航空機の運航コストを延ばすために重量の削減に重点を置いています。現代の先進的な飛行機の胴体は、さまざまな複合材料の複数のシートで作られています。ナノマテリアルは航空宇宙分野で特性を改善するために使用されており、航空機の全体的な性能が向上します。メーカーやエンジニアを含むほとんどの専門家は、航空宇宙グレードの複合材料を製造する方法を開発しています。

たとえば、MIT のエンジニアは、巨大な圧力容器とオーブンを使用して航空宇宙グレードの複合材料を製造する方法を開発しました。この方法は、飛行機や風力タービンのブレードの製造をスピードアップするのに役立ちます。また、NASA と Nanocomp は、これらのナノチューブで作られた繊維を製造して CNT 複合体オーバーラップ圧力容器 (COPV) を製造するために協力しており、これにより最終的に質量が削減され、航空宇宙システムの全体的な性能が向上します。 NASA のコンピューター モデリング分析では、強化材を使用した複合材料により、打ち上げロケットの総質量が 30% 削減される可能性があると予測しています。

エレクトロニクスと電気需要の増加が市場の成長を促進する可能性

中国、韓国、日本、シンガポールで成長するエレクトロニクス製造は、業界の成長を促進するでしょう。主にプリント基板や半導体などのエレクトロニクス産業の成長により、製品の使用量が世界的に増加しています。急速なテクノロジーと新製品のイノベーションにより、エレクトロニクスおよび半導体業界の需要が促進されるでしょう。

カーボン ナノチューブは優れた電子的および機械的特性を備えており、電子用途に適しています。 CNT は、テレビ、携帯電話、コンピュータ、その他の電子機器などの家庭用電化製品に使用される幅広い電子ディスプレイ画面の製造に応用されています。世界の家庭用電化製品市場の需要は、2020 年に 4,261 億米ドルに達します。テクノロジーの進歩とゲーム業界の急速な発展が、家庭用電化製品市場の需要を促進すると考えられます。

抑制要因

環境への懸念が市場の成長を妨げる可能性

CNT の環境への影響に対する懸念の高まりにより、主にこれらのナノチューブ製造会社に対して厳しい政府規制ガイドラインが制定されました。凝集体は人間だけでなく環境にも潜在的なリスクをもたらします。この製品は本質的に繊維状であるため、吸入すると人間に重大な健康関連の問題を引き起こす可能性があります。

カーボン ナノチューブの毒性は、腎臓障害や高血圧のリスクの増加など、人間の健康に影響を与える可能性があります。人間のナノマテリアルやナノ粒子への曝露は増加しています。人間は、化粧品、塗料とワニス、航空宇宙と自動車の部品、燃料触媒、先端繊維など、ナノ粒子を含む多くの製品にさらされています。

セグメンテーション

製品分析別

多層カーボン ナノチューブが市場全体の規模を支配

製品に基づいて、市場は多層カーボン ナノチューブ (MWCNT) と単層カーボン ナノチューブ (SWCNT) に分類されます。

MWCNT が市場を支配しており、予測期間中もその優位性が続く可能性があります。それらは円筒形であり、中空炭素同素体は高いアスペクト比を持っています。これらは、導電性透明電極、導電性、導電性加熱フィルム、ディスプレイ、ナノデバイス、スーパーキャパシタ、太陽電池産業、電池などで広く使用されています。 MWCNT は、複合構造に適切に組み込まれた場合、導電性が高くなります。

多層カーボン ナノチューブにおけるグラフェンの高い分子の複雑さにより、引張強度が向上し、エレクトロニクス、エネルギー、人工ポリマーの用途で広く使用されています。また、静電気を消散し、空気中の汚染物質に対する忌避性を高めるため、人工ポリマーで強化されています。これは生体医工学の分野でも使用されており、健康状態の監視や病気の治療のためのバイオセンシングや薬物送達方法において高度な研究が行われています。

アプリケーション分析による

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プラスチックと複合材料が市場で主要なシェアを握る

市場は用途に基づいて、プラスチックと複合材料、電気と電子、エネルギーなどに分類されます。自動車および建設業界におけるエンジニアリングポリマーの適用が増加しているため、プラスチックおよび複合材が予測期間中に市場を支配する可能性があります。その軽量特性により複合材料の使用が増加すると、ポリマー市場の需要が高まる可能性があります。

CNT は化学的および物理的特性を備えた材料であり、最近、多くの研究者がこれらのナノチューブの製造にプラスチックポリマーを使用しています。これらのナノチューブをエポキシ樹脂に組み込んでナノ複合材料を形成すると、製品の重量が軽減され、強度が向上します。

電気・電子応用分野のカーボン ナノチューブ市場は、予測期間中に大幅な成長率を示す可能性があります。ダイオードや電界効果トランジスタなどの電子デバイスを構築するための電気的特性を提供します。優れた光電子特性と良好な導電率特性により、電気および電子分野の需要が促進される可能性があります。風力や太陽エネルギーなどの代替電源によるエネルギー生成の重要性が高まっており、風力タービンや太陽電池市場の需要が高まると考えられます。風力タービンと太陽電池の需要の増加により、この市場の成長が促進されると考えられます。

地域に関する洞察

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アジア太平洋地域のカーボン ナノチューブ市場規模は、中国、インド、韓国、日本によって牽引され、予見可能な期間に主要な市場シェアを占めると予想されます。原材料の入手可能性と生産コストの低さが、中国市場におけるカーボンナノ材料の需要を支える要因となっています。中国、インド、マレーシア、日本における自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、建設業界の需要の増加により、ポリマー需要が増加し、業界の成長に貢献すると予測されています。太陽光発電の生産量の増加に伴う太陽電池の生産に対する政府支出の増加は、地域産業の成長を促進するでしょう。

北米市場は、ほとんどのメーカーがこの地域に拠点を置いているため、予測期間中に大幅な成長率を示すと予測されています。主に米国にあるポリマーと複合材料の研究と、PEI や PEEK などのいくつかのポリマーの製造拠点に対する多額の資金提供により、この地域の産業の成長が促進されるでしょう。バルク製品の機械的、熱的、電気的特性を改善するためのポリマー製造に対する需要の増加により、地域の成長が促進されると考えられます。さらに、グリーンエネルギーを促進するために政府が課した規制は、市場全体の成長を促進する可能性があります。同様に、CNT はカナダ政府の環境ガイドラインには組み込まれていませんでした。

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欧州市場は、予測期間中に大幅な成長を遂げる可能性があります。ヨーロッパのほとんどの国は、環境と人間の健康に対する CNT の有害な影響に注目しています。その結果、欧州委員会は CNT の使用と生産に関して厳しい規制を課すとともに、ナノテクノロジー研究、主要市場開発、イノベーションに関する幅広い調査が実施されています。

主要な業界関係者

メーカ​​ーは、市場シェアを拡大​​し、ビジネスでの存在感を維持するために、協力という形で大学と協力しています< /p>

世界のカーボン ナノチューブ市場シェアは、Arkema SA、Nanocyl、昭和電工株式会社、Nonoshell LLC などの主要市場プレーヤーと集中しており、本質的に競争力があります。ほとんどの企業は、自社の製品ポートフォリオを強化し、自社の世界的な展開を拡大するために、パートナーシップ、コラボレーション、合弁事業、新製品開発などの形で戦略を策定しています。製造コストの高さによる事業性の低さは、産業界関係者にとって懸念材料となる可能性が高い。ただし、ナノテクノロジーの促進に対する規制の傾向が、メーカーにとって原動力となるでしょう。

• 2019 年 1 月、SABIC はナノテクノロジー企業である Black Diamond Structures (「BDS」) の過半数株式を取得しました。この買収により、リチウムイオン電池や鉛蓄電池を使用したエネルギー貯蔵用途向けのこの種のナノチューブ ビジネスが拡大します。


• 2017 年 8 月、ナノテクノロジー複合材料製造会社である N12 Technologies, Inc. は、デイトン大学研究所 (UDRI) と提携し、UDRI の製造技術を使用して NanoStitch 層間強化製品を製造しました。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• アルケマ SA (フランス、コロンブ)


• Nanocyl SA (ベルギー、サンブルヴィル)


• Nanoshell LLC (米国ユタ州)


• Carbon Solutions, Inc. (米国カリフォルニア州)


• ハイペリオン カタリシス インターナショナル (米国マサチューセッツ州)


• 昭和電工株式会社(東京、日本)


• クリーン コモディティーズ (カナダ、バンクーバー)


• キャボット コーポレーション (米国マサチューセッツ州)


• OCSiAl (ルクセンブルク、ルーデランジュ)


• NoPo Nanotechnologies (インド、バンガロール)


• 江蘇 Cnano Technology Co., Ltd. (中国鎮江市)

主要な業界の発展:

• 2021 年 3 月 - キャボット コーポレーションは、新しい ENERMAX 6 カーボン ナノチューブ シリーズを発売しました。この製品は、高いアスペクト比を備えた高性能 CNT であり、キャボットのポートフォリオの中で最も導電性の高い多層 CNT 製品であることが証明されています。


• 2021 年 4 月 - LG 化学は韓国にカーボン ナノチューブ製造工場を立ち上げました。同社は、電気自動車のバッテリーの正極材料として使用される CNT の成長市場を積極的に狙うことを目指しています。


• 2021 年 6 月 - 持続可能なテクノロジー企業である Johnson Matthey は、独立系テクノロジー イノベーション センターである CPI および英国の独立系化学メーカーである Thomas Swan と協力して、バッテリー テクノロジーを最適化する方法を模索します。 ICE-Batt プロジェクトは、Innovate UK が管理するファラデー バッテリー チャレンジから資金援助を受けています。英国のイノベーション庁は、革新的な CNT とグラフェン ナノプレートレット（GNP）が電池の性能をどのように向上させることができるかについての調査を可能にする可能性があります。


• 2020 年 4 月 - キャボット コーポレーションは、中国のナノチューブ メーカーである深セン三春ナノ ニュー マテリアルズの買収を 1 億 1,500 万米ドルで完了しました。この買収により、エネルギー貯蔵用のナノ構造とカーボンブラックの製造における同社の事業が統合されることになる。この事業はキャボットのパフォーマンスケミカル部門に統合されます。

レポートの対象範囲

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