Mercado de materiais 2D

Definição de mercado

O mercado de materiais 2D envolve a produção, desenvolvimento e comercialização de materiais que normalmente têm apenas um ou dois átomos de espessura. Esses materiais bidimensionais exibem propriedades únicas que os diferenciam de seus colegas a granel, incluindo condutividade elétrica excepcional, resistência mecânica e características ópticas distintas, diferenciando-os de contrapartes a granel.

Mercado de materiais 2DVisão geral

O tamanho do mercado global de materiais 2D foi avaliado em US $ 1304,8 milhões em 2023 e deve crescer de US $ 1344,1 milhões em 2024 para US $ 1730,2 milhões até 2031, exibindo um CAGR de 3,67% durante o período de previsão.Esse crescimento é impulsionado pela crescente demanda por materiais avançados em indústrias como eletrônicos, armazenamento de energia, aeroespacial e biotecnologia.

As inovações em grafeno, dichalcogenetos de metais de transição (TMDs) e outros materiais 2D devem promover a inovação em eletrônicos flexíveis, baterias de alto desempenho e computação quântica, abastecimento de expansão do mercado.

Os avanços contínuos nos métodos de produção, juntamente com os crescentes investimentos em pesquisa e desenvolvimento, devem aumentar a escalabilidade e a viabilidade comercial dos materiais 2D.

Major companies operating in the global 2D materials industry are Graphenea, Inc., Haydale Graphene Industries plc, Versarien™ plc, NanoXplore Inc., Cabot Corporation, ACS Material, Graphene Industries, American Elements, Thomas Swan & Co. Ltd, 2-DTech Graphene, planarTECH, Smart-elements GmbH, Ossila, Nordic Bio-Graphite AB, and planarTECH (Holdings) Ltd.

O mercado está se beneficiando ainda mais de uma ênfase crescente na sustentabilidade, com materiais 2D oferecendo alternativas ecológicas em dispositivos com eficiência energética, soluções de energia renovável e eletrônicos de próxima geração. Prevê -se que a crescente adoção de materiais 2D em vários setores contribua significativamente para o crescimento do mercado nos próximos anos.

• Em janeiro de 2023, a Layerone Materials fez parceria com a 2D Tech para impulsionar inovações sustentáveis baseadas em grafeno.Essa colaboração visa avançar no desenvolvimento de soluções ecológicas, aproveitando as propriedades exclusivas do grafeno para várias aplicações, incluindo armazenamento de energia e eletrônicos.

Principais destaques

1. O tamanho do mercado global de materiais 2D foi registrado em US $ 1304,8 milhões em 2023.
2. O mercado deve crescer a um CAGR de 3,67% de 2024 a 2031.
3. A América do Norte detinha uma ação de 33,32% em 2023, avaliada em US $ 434,7 milhões.
4. O segmento de grafeno recebeu US $ 465,9 milhões em receita em 2023.
5. O segmento de eletrônicos de consumo deve atingir US $ 566,3 milhões até 2031.
6. Prevê -se que a Ásia -Pacífico cresça em um CAGR de 4,31% no período de previsão.

Piloto de mercado

"Avanços na tecnologia eletrônica e semicondutores"

O mercado de materiais 2D é significativamente influenciado por avanços na tecnologia eletrônica e semicondutores. Notavelmente, materiais como dichalcogenetos de grafeno e transição de metais (TMDs) exibem propriedades excepcionais, incluindo alta mobilidade e flexibilidade de elétrons, que são críticos para o desenvolvimento de dispositivos eletrônicos de próxima geração.

À medida que a demanda cresce para dispositivos menores, mais rápidos e mais eficientes, os materiais tradicionais estão se aproximando de seus limites de desempenho. Os materiais 2D fornecem uma solução, permitindo projetos compactos e desempenho aprimorado, tornando-os ideais para eletrônicos flexíveis, transistores de alto desempenho, sensores e computação quântica.

Seus possíveis aplicaçõeseletrônica flexível, transistores de alto desempenho, sensores e computação quântica. Esse potencial impulsionou investimentos e pesquisas consideráveis.

• Em março de 2024, o carro -chefe de grafeno e a iniciativa Avançada Materiais 2030 organizaram um workshop on -line para apresentar o progresso preparatório e o esboço destacam o papel de sua proposta de parceria na iniciativa "Materiais Avançados para Liderança Industrial".

Desafio de mercado

"Escalabilidade e fabricação"

A escalabilidade e a fabricação apresentam desafios significativos na comercialização de materiais 2D, como grafeno e TMDs. Embora a produção em escala de laboratório tenha mostrado seu potencial, a escalar para os níveis industriais permanece difícil.

Métodos de produção existentes, incluindo deposição de vapor químico (DCV), esfoliação em fase líquida e clivagem mecânica, limitações de face em eficiência, custo e consistência. Por exemplo, a CVD pode produzir materiais de alta qualidade; No entanto, é caro, lento e requer altas temperaturas, limitando a escalabilidade.

A esfoliação em fase líquida, embora mais escalável, geralmente resulta em qualidade inconsistente do material e requer etapas adicionais para remover solventes, o que adiciona complexidade e custo. A clivagem mecânica, embora eficaz para a produção em pequena escala, é trabalhosa e muito trabalhosa para a fabricação em massa.

O processamento roll-to-roll (R2R) oferece uma solução promissora, permitindo a produção contínua e de alto rendimento a custos reduzidos. Os esforços para melhorar a deposição de vapor químico (DCV) se concentram na melhoria da eficiência e no aumento das taxas de produção.

Além disso, a esfoliação em fase líquida está sendo otimizada para produzir materiais de alta qualidade em quantidades maiores. O desenvolvimento de métodos automatizados de teste de alto rendimento estão sendo desenvolvidos para garantir a qualidade consistente do material.

Além disso, a colaboração entre academia e indústria é essencial para acelerar o desenvolvimento de soluções de fabricação escaláveis e econômicas para materiais 2D.

Tendência de mercado

"Integração de materiais 2D com tecnologias emergentes"

Uma grande tendência emergente que influencia o mercado de materiais 2D é a crescente integração desses materiais com tecnologias emergentes, particularmente em áreas como computação quântica, dispositivos vestíveis e nanomedicina.

Os pesquisadores estão explorando o potencial de materiais como grafeno, mxenes e DTMs para permitir avanços nesses campos avançados. Por exemplo, os materiais 2D estão sendo usados em pontos quânticos para computação quântica, biossensores para diagnóstico médico e eletrônicos flexíveis e elásticos para vestuário.

À medida que essas tecnologias avançam, espera-se que a demanda por materiais 2D cresça, promovendo a inovação e a comercialização em setores de alto crescimento. Essa tendência destaca o papel em expansão dos materiais 2D na formação de avanços tecnológicos da próxima geração.

• Em maio de 2023, a Nanoxplore adquiriu a propriedade completa da equidade e da propriedade intelectual em Voltaxplore, enquanto a Martinrea aumentou sua participação acionária na Nanoxplore de 21,1% para 22,7%. Esse desenvolvimento posiciona o Nanoxplore como um participante importante no mercado emergente, potencialmente impulsionando mais pesquisas e investimentos.

Relatório de Materiais 2D Instantâneo

Segmentação	Detalhes
Por material	Grafeno, dicalcogeneto de metal de transição (TMDC), fósforo preto, nitreto de boro
Por aplicação	Eletrônica de consumo, aeroespacial, saúde, energia, outros
Por região	América do Norte: EUA, Canadá, México
	Europa: França, Reino Unido, Espanha, Alemanha, Itália, Rússia, Resto da Europa
	Ásia-Pacífico: China, Japão, Índia, Austrália, ASEAN, Coréia do Sul, Resto da Ásia-Pacífico
	Oriente Médio e África: Turquia, Emirados Árabes Unidos, Arábia Saudita, África do Sul, Resto do Oriente Médio e África
	Ámérica do Sul: Brasil, Argentina, Resto da América do Sul

Segmentação de mercado

• Por material (grafeno, dicalcogeneto de metais de transição (TMDC), fósforo preto e nitreto de boro): o segmento de grafeno ganhou US $ 465,9 milhões em 2023, principalmente devido à sua ampla adoção em aplicações, como eletrônica, energia e sensores, apoiados por sua excepcional, tendo -mecânica, tendo -mecânica, como eletrônica, como eletrônica, e sensores, suportados por sua excepcional, tendo -mecânica, como eletrônica, como eletrônica, e sensores, suportados por sua excepcional, e -se mecânica, como eletrônica, como eletrônicos, como eletrônicos, e sensores, apoiados por sua excepcional, e sedores, como eletrônicos, como eletrônicos, como eletrônicos, e sensores, apoiados por sua excepcional, e sedores, como eletrônicos, como eletrônicos, como eletrônicos, e se sensores, apoiados por sua excepcional, e sedores e sensores, suportados por sua excepcional.
• Por aplicação (eletrônica de consumo, aeroespacial, assistência médica, energia e outros): o segmento de eletrônicos de consumo detinha uma participação de 33,32% em 2023, atribuída em grande parte à crescente demanda por materiais leves, flexíveis e de alto desempenho em dispositivos como smartphones, wearables e exibições.

Mercado de materiais 2DAnálise Regional

Com base na região, o mercado global foi classificado na América do Norte, Europa, Ásia -Pacífico, Oriente Médio e África e América Latina.

O mercado de materiais 2D da América do Norte capturou uma parte de cerca de 33,32% em 2023, avaliada em US $ 434,7 milhões. Esse domínio é atribuído à forte presença da região das principais empresas de tecnologia, instituições acadêmicas e organizações de pesquisa que impulsionam inovações em materiais avançados.

Os Estados Unidos, em particular, estão contribuindo significativamente para esse crescimento, com investimentos significativos em P&D e a comercialização de materiais 2D para aplicações em eletrônicos, armazenamento de energia e aeroespacial. Espera -se que a crescente adoção de materiais 2D em indústrias como automotivo e saúde contribua para o crescimento regional do mercado.

• Em dezembro de 2024, o destino de inicialização de semicondutores 2D anunciou a conquista bem-sucedida da síntese em escala de wafer de grafeno de alta qualidade sob condições de processo compatíveis com CMOS, alavancando sua experiência em tecnologia de processo de grafeno.

A indústria de materiais 2D da Ásia-Pacífico deve crescer a um CAGR de 4,31% durante o período de previsão, cardateizado pela rápida industrialização, aumentando a demanda por eletrônicos avançados e um forte foco em tecnologias com eficiência energética.

Países como China, Japão e Coréia do Sul estão na vanguarda da pesquisa e comercialização, com grandes investimentos em grafeno e outros materiais 2D para aplicações em semicondutores, armazenamento de energia e energia renovável.

Espera -se que as capacidades de fabricação em expansão da região, juntamente com políticas governamentais favoráveis que apóiam a inovação em nanotecnologia, acelerem ainda mais o crescimento do mercado regional.

Estruturas regulatórias

• Os EUA Agência de Proteção Ambiental (EPA)Administra a Lei de Controle de Substâncias Tóxicas (TSCA), que regula a fabricação, o uso e a distribuição de produtos químicos, incluindo nanomateriais, como materiais 2D. Sob o TSCA, os fabricantes devem enviar um aviso pré-manufatura (PMN) à EPA para novos produtos químicos, incluindo grafeno e outros materiais 2D, antes de serem introduzidos no comércio.
• Os EUA Food and Drug Administration (FDA)Fornece orientações sobre o uso da ISO 10993-1 para a avaliação biológica de dispositivos médicos. Esse padrão descreve a avaliação e teste da biocompatibilidade de materiais como grafeno e mxenos, usados em dispositivos médicos para garantir que sejam seguros para o uso humano.
• O Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos (USPTO)Supervisiona os direitos de propriedade intelectual, incluindo patentes para inovações em materiais 2D, como dichalcogenetos de grafeno e transição de metal. Ele garante a proteção de novas tecnologias e processos por meio de seus procedimentos de exame e concessão de patentes.
• A Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC)é uma organização global de padrões que desenvolve e publica padrões internacionais para tecnologias elétricas, eletrônicas e relacionadas. Ele desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de regulamentos e estruturas que garantem a segurança, a confiabilidade e a interoperabilidade das tecnologias emergentes, incluindo aquelas que envolvem materiais 2D.

Cenário competitivo

O mercado global de materiais 2D é caracterizado por vários participantes, incluindo empresas estabelecidas e jogadores emergentes. Essas empresas estão se concentrando no desenvolvimento de aplicações envolvendo materiais 2D, como grafeno, dissulfeto de molibdênio e nitreto de boro hexagonal.

Por meio de parcerias estratégicas, joint ventures e esforços extensos de pesquisa e desenvolvimento (P&D), os participantes do setor estão se concentrando na comercialização desses materiais para tecnologias avançadas, incluindo eletrônicos flexíveis, baterias de próxima geração edispositivos médicos.

Inúmeras startups emergentes estão visando nicho de nicho, particularmente em áreas onde os materiais 2D oferecem uma vantagem competitiva, como sensores, fotodetectores e dispositivos com eficiência energética.

• Em junho de 2023, a principal iniciativa de grafeno e Materiais Avançados 2030 (AMI2030) pediu em conjunto uma parceria européia na Horizon Europe e seu sucessor FP10 no campo de materiais avançados, incluindo materiais 2D. Essa iniciativa busca acelerar o desenvolvimento e a comercialização de materiais de ponta, com uma forte ênfase no grafeno e nos materiais 2D relacionados, para aprimorar a liderança global da Europa em tecnologias avançadas de materiais.

Lista de empresas -chave no mercado 2D de materiais:

• Graphenea, inc.
• Haydale Grafene Industries Plc
• Versarien ™ plc
• Nanoxplore Inc.
• Cabot Corporation
• Material ACS
• Indústrias de grafeno
• Elementos americanos
• Thomas Swan & Co. Ltd
• Grafeno 2-DTech
• Planartech
• Elementos inteligentes GmbH
• OSSILA
• Bio-grafita nórdica AB
• Planartech (Holdings) Ltd.

Desenvolvimentos recentes (M&A/Partnerships/Acordes/Novo Produto Lançamento)

• Em outubro de 2024, O Toyota Research Institute of North America (Trina) e Xanadu, líder em computação quântica, lançaram um novo projeto para alavancar a computação quântica em simulações de ciência de materiais avançadas. A colaboração destaca a crescente importância da computação quântica na superação dos desafios que tradicionalmente diminuem o progresso na ciência dos materiais.
• Em janeiro de 2024, uma colaboração entre a Azo Nano Partners, a Universidade de Uppsala e a Universidade de Columbia levou à descoberta de um novo material quântico bidimensional. Composta por camadas de átomo-fino de cério, silício e iodo (cesii), este material representa o primeiro exemplo conhecido de uma estrutura bidimensional com férmions pesados, oferecendo um potencial significativo para avanços na pesquisa de materiais quânticos.
• Em fevereiro de 2023, Haydale recebeu uma concessão inovadora no Reino Unido para desenvolver uma técnica de caracterização baseada em imagem para materiais 2D. O projeto visa avançar na análise de materiais como grafeno e outros nanomateriais usando tecnologias de imagem para entender melhor suas propriedades e desempenho.