炭素量子ドット市場規模、シェア、成長および産業分析、最終用途産業別（エレクトロニクス、バイオメディカルおよびヘルスケア、エネルギーおよび環境、化学、その他）および地域分析、 2024-2031

市場の定義

この市場とは、独特の光学的、電気的、化学的特性で知られる炭素ベースのナノ粒子の製造と応用を取り巻く業界を指します。

これらのドットは、バイオイメージング、センサー、ドラッグデリバリー、エネルギー貯蔵などのさまざまな分野で使用されます。毒性が低く、環境に優しく、汎用性があることから市場が拡大しています。

炭素量子ドット市場概要

世界のカーボン量子ドット市場規模は、2023年に2億5,460万米ドルと評価され、2024年には2億8,310万米ドルとなり、2031年までに7億510万米ドルに達すると推定されており、2024年から2031年まで13.92%のCAGRで成長しています。。 

この成長は、炭素量子ドットの無毒な性質、生体適合性、独特の蛍光特性により、バイオイメージングや薬物送達などの生物医学用途での使用が増加していることによって促進されており、従来の材料に代わるより安全な代替品となっています。

カーボン量子ドット市場に参入している主要企業は、American Elements、Nanoshel LLC、QuantumDotz、Nanorh、Merck KGaA、Thermo Fisher Scientific Inc.、NANOCHEMAZONE、NNCrystal US Corporation、Ocean NanoTech、Suzhou Xingshuo Nanotech Co. Ltd.などです。

市場は、生物医学、エネルギー、環境モニタリング、エレクトロニクスなどの業界にわたる多様な用途に後押しされ、急速に拡大しています。 CQD は、バイオイメージング、ドラッグデリバリー、センサー、太陽電池での使用が増えています。

市場は、合成技術の進歩と、持続可能で環境に優しい材料に対する需要の高まりの恩恵を受けています。現在進行中の研究開発により、CQD は次世代技術に不可欠なものとなり、市場の可能性が広がることが期待されています。

• 2024 年 4 月に米国化学会が発表した研究では、炭素量子ドット (CQD) のグリーン合成を調査し、そのバイオイメージングの可能性と触媒効率を強調しました。 CQD3-AuNP は優れた還元性能を示し、細菌のイメージングや触媒作用における有望な用途を示しています。

主なハイライト:

1. 炭素量子ドットの産業規模は、2023 年に 2 億 5,460 万米ドルと記録されました。
2. 市場は、2024 年から 2031 年にかけて 13.92% の CAGR で成長すると予測されています。
3. 北米は 2023 年に 33.78% のシェアを保持し、その価値は 8,600 万米ドルに達しました。
4. エレクトロニクス部門は、2023 年に 200 万米ドルの収益を獲得しました。
5. アジア太平洋地域は、予測期間中に 14.91% の CAGR で成長すると予想されます。

市場の推進力

変化する電子およびエネルギーアプリケーションは市場をどのように推進するのでしょうか?

バイオイメージング、LED、エレクトロニクスにおける CQD の需要の高まりが、カーボン量子ドット市場の成長を推進しています。 CQD は優れた光学特性、調整可能性、低コスト生産を提供するため、次世代のエネルギー効率の高い技術に最適です。

パフォーマンスと効率を向上させる能力太陽電池、LED の色純度を高め、フレキシブルなエレクトロニクスを可能にすることで、業界全体での普及が促進されています。

• 2024年5月、DGIST（大邱慶北科学技術院）の研究により、PbS量子ドットのパルス型熱処理方法が開発され、導電率を改善することで太陽電池の効率が大幅に向上しました。

市場の課題

スケーラビリティの制限は市場にどのような悪影響を及ぼしますか?

炭素量子ドット市場の成長を妨げる重大な課題は、生産の拡張性が限られていることです。 CQD の需要が高まるにつれ、合成方法が複雑になるため、大規模生産中に高品質と一貫性を維持することが困難になります。

この課題に対処するために、研究者らは、再生可能な前駆体を使用したグリーン合成やフローベースの生産方法など、簡素化されたスケーラブルな合成技術の開発に焦点を当てています。これらのアプローチは、製造プロセスを合理化し、コストを削減し、安定した品質を確保して、大規模な商業化を可能にすることを目的としています。

市場動向

この市場ではどのような技術進歩が見られるのでしょうか?

炭素量子ドット市場は、継続的な研究開発により大幅に進歩しました。改善された製造技術や強化された安定性などの合成方法の革新により、エネルギー、エレクトロニクス、ヘルスケアなどのさまざまな業界にわたって CQD の用途が広がりました。

これにより、特にバイオイメージング、センサー、発光デバイスにおいて CQD の需要が増加しています。環境に優しくコスト効率の高い特性を求めて業界が CQD を採用するにつれ、市場は力強い成長を遂げる態勢が整っています。

• 2024年8月、シカゴ大学プリツカー分子工学大学院、アルゴンヌ国立研究所、イリノイ大学シカゴ校の研究者らは、欠陥が埋め込まれたコロイド状ナノ結晶を作成する方法を開発し、より優れた感度と堅牢性を備えた量子技術を統合するより効率的な方法を提供した。

炭素量子ドット市場レポートのスナップショット

 市場の細分化

• 最終用途産業別（エレクトロニクス、生物医学およびヘルスケア、エネルギーおよび環境、化学、その他）：エレクトロニクス部門は、主にディスプレイ技術における炭素量子ドットの需要の増加により、2023年に6,820万米ドルを稼ぎました。

北米とアジア太平洋地域の市場シナリオは何ですか?

地域に基づいて、世界市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、ラテンアメリカに分類されています。

北米の炭素量子ドット市場は、2023 年に約 33.78% のシェアを獲得し、その価値は 8,600 万米ドルに達しました。この優位性は、強固な技術インフラ、研究開発への多額の投資、大手企業の存在によるものです。

地域市場は、カーボン量子ドットの重要な役割に支えられ、エレクトロニクス、生物医学応用、エネルギー分野の大幅な進歩の恩恵を受けています。さらに、大学、研究機関、企業間のコラボレーションにより継続的なイノベーションが促進され、主要市場としての北米の地位が強化されています。

アジア太平洋地域の炭素量子ドット産業は、予測期間中に 14.91% という堅調な CAGR で成長する態勢が整っています。エネルギー、エレクトロニクス、ヘルスケア分野における炭素量子ドット技術の急速な導入が、この成長を推進しています。

この地域がナノテクノロジー研究に重点を置いていることが、強固な製造能力と政府支援の取り組みと相まって、この拡大をさらに後押ししている。エネルギー効率の高いソリューションに対する需要の高まりと生物医学分野の進歩により、カーボン量子ドットの開発と商業化が促進されています。

• 2024 年 10 月、サムスン ディスプレイは量子ドット インク リサイクル技術を導入し、廃棄された QD インクの 80% を回収しました。この革新的なプロセスにより、年間約 730 万米ドルの節約が見込まれます。

規制の枠組み

• 米国では、食品医薬品局（FDA）は、人間用医薬品、動物用医薬品、生物由来製品、医療機器、食品、化粧品、放射線を放出する製品の安全性、有効性、セキュリティを確保することで公衆衛生を保護する責任があります。  環境保護庁 (EPA) は、重大なリスクを軽減し、研究を実施し、規制を施行することにより、公衆衛生と環境を保護します。
• EUでは、化学物質の登録、評価、認可および制限に関する規則 (REACH) は、化学物質の安全性を管理し、潜在的な危険から人間の健康と環境を保護します。

競争環境

炭素量子ドット業界は、既存の企業と新興企業の両方を含む多数の参加者によって特徴付けられます。これらの企業は買収を活用して技術力を強化し、製品ポートフォリオを拡大しています。

これらの戦略的買収は、知的財産の確保、高度な合成手法の利用、市場での地位の強化に重点を置いています。大手企業は、小規模で革新的な企業を買収することで研究開発を加速し、競争力のある量子ドット業界の成長を推進します。

• 2023年9月、昭栄化学はナノシスから研究開発チームと資産を含む量子ドット事業を買収した。この戦略的買収により、先端材料におけるShoeiの地位が強化される一方、Nanosysは革新を続け、最高品質の量子ドット技術を世界に提供し続けます。

炭素量子ドット市場の主要企業のリスト:

• アメリカン・エレメント
• ナノシェルLLC
• クォンタムドッツ
• ナノー
• メルクKGaA
• サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社
• ナノケマゾーン
• NNCrystal US Corporation
• オーシャンナノテック
• 蘇州星朔ナノテック有限公司