Tamaño del mercado de nanotubos de carbono, participación y análisis de la industria, por producto (nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) y nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT)), por aplicación (plásticos y compuestos, electricidad y electrónica, energía y otros) y pronóstico regional , 2024-2032

El tamaño del mercado mundial de nanotubos de carbono se valoró en 6,30 mil millones de dólares en 2023 y se prevé que crezca de 6,88 mil millones de dólares en 2024 a 18,67 mil millones de dólares en 2032 a una tasa compuesta anual del 13,3% durante el período previsto (2024-2032). Asia Pacífico dominó el mercado de nanotubos de carbono con una participación de mercado del 38,89% en 2023. Además, se prevé que el mercado de nanotubos de carbono en los EE. UU. crezca significativamente, alcanzando un valor estimado de 5.178,6 millones de dólares en 2032, impulsado por la creciente demanda de productos miniaturizados. y dispositivos electrónicos más eficientes.

Los nanotubos de carbono (CNT) se utilizan en aplicaciones que requieren alta resistencia, conductividad eléctrica, durabilidad, propiedades livianas y conductividad térmica en comparación con otros materiales convencionales. Rápida demanda de circuitos integrados, baterías de litio, celdas de combustible, administración de medicamentos, celdas solares fotovoltaicas, almacenamiento de hidrógeno y visualizaciones de emisiones de campo. Actúan como antenas para dispositivos electromagnéticos y radios. Los CNT conductores se utilizan en escobillas para motores eléctricos comerciales, ya que mejoran la conductividad térmica y eléctrica a medida que se extienden a través del plástico matriz del cepillo. La creciente comercialización y el aumento de las capacidades instaladas con avances 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 de nanotubos de carbono.

La pandemia de COVID-19 ha impactado negativamente a todas las regiones, todas las empresas y todas las facetas de la vida. China y Estados Unidos estuvieron entre los países más afectados durante la ola inicial del brote de COVID-19. Ambos países se encuentran entre los principales fabricantes y exportadores de nanotubos de carbono. Debido a las restricciones pandémicas, las plantas de fabricación funcionaban a capacidad reducida o tuvieron que cerrar temporalmente, lo que provocó interrupciones en la cadena de suministro. Además, las restricciones de movilidad impuestas durante el confinamiento generaron desafíos logísticos, lo que dificultó la adquisición de materias primas y el transporte de productos terminados. Las restricciones comerciales impuestas por varios países, una fuerza laboral limitada y la escasez de contenedores de carga dieron como resultado un escenario sin precedentes que planteó desafíos para las industrias manufactureras y de uso final. El mercado aún está en desarrollo y principalmente orientado a la investigación. Las restricciones pandémicas han afectado las actividades de investigación, obstaculizando el desarrollo.

Tendencias del mercado de nanotubos de carbono

Ingenieros del MIT construyeron un microprocesador moderno con nanotubos de carbono

En agosto de 2019, investigadores del MIT construyeron un microprocesador avanzado a partir de transistores, una alternativa más ecológica y rápida a sus homólogos tradicionales de silicio. Producción de transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono (CNFET) para construir computadoras de próxima generación. Además, las investigaciones indican que CNFET tendrá aproximadamente diez veces más eficiencia energética y mayor velocidad que el silicio. Los investigadores del MIT inventaron una nueva metodología para restringir los defectos y permitir un control operativo total en la fabricación de CNFET junto con los métodos tradicionales de fundición de chips de silicio.

La incorporación de CNT en nanocompuestos es una tendencia importante

Los nanotubos de carbono se están incorporando a diversos materiales, como los nanocompuestos, para mejorar la resistencia mecánica, la conductividad térmica y otras propiedades. Los CNT tienen una relación resistencia-peso excepcional, lo que los convierte en refuerzos ideales en materiales compuestos. Al dispersar CNT dentro de una matriz polimérica, el nanocompuesto resultante puede exhibir resistencia a la tracción, rigidez y tenacidad mejoradas en comparación con el material base solo. Además, el producto también puede mejorar las propiedades de barrera de los materiales. Al formar una red dentro de una matriz polimérica, el producto puede crear caminos tortuosos que impiden la difusión de gases y líquidos, mejorando el rendimiento de barrera de los materiales o recubrimientos de embalaje. Estos factores están impulsando la innovación y los avances en la ciencia y la ingeniería de materiales.

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Factores de crecimiento del mercado de nanotubos de carbono

Se espera que el aumento de la industria aeroespacial contribuya al crecimiento del mercado

Hay varios riesgos involucrados en el vuelo, donde la mayoría de los fabricantes de aviones se esfuerzan por hacer que los componentes aeroespaciales sean más duraderos y resistentes. La industria aeroespacial se está centrando en reducir el peso para reducir el consumo de combustible y ampliar los costos operativos de las aeronaves. El fuselaje de un avión moderno y avanzado está hecho de múltiples láminas de diversos materiales compuestos. Los nanomateriales se utilizan en el sector aeroespacial para mejorar sus propiedades, lo que mejora el rendimiento general de los aviones. La mayoría de los profesionales, incluidos fabricantes e ingenieros, están desarrollando métodos para producir compuestos de calidad aeroespacial. Por ejemplo, los ingenieros del MIT desarrollaron un método para producir compuestos de calidad aeroespacial con enormes recipientes a presión y hornos. Este método ayudará a acelerar la fabricación de aviones y palas para turbinas eólicas. Además, la NASA y Nanocomp están trabajando juntos para producir fibras hechas de estos nanotubos para fabricar un recipiente a presión de envoltura compuesta (COPV) de CNT, que en última instancia reduce la masa y mejora el rendimiento general de los sistemas aeroespaciales. El análisis de modelos informáticos de la NASA predice que los compuestos que utilizan refuerzo pueden conducir a una reducción del 30% en la masa total de un vehículo de lanzamiento.

El aumento de la demanda de productos electrónicos y eléctricos puede impulsar el crecimiento del mercado

La creciente fabricación de productos electrónicos en China, Corea del Sur, Japón y Singapur impulsará el crecimiento de la industria. La creciente industria electrónica, principalmente en placas de circuitos impresos y semiconductores , ha resultado en un mayor uso del producto a nivel mundial. La rápida tecnología y la innovación de nuevos productos fomentarán la demanda de la industria electrónica y de semiconductores. Los nanotubos de carbono poseen excelentes propiedades electrónicas y mecánicas, lo que los hace adecuados para aplicaciones electrónicas. Los CNT encuentran su aplicación en la fabricación de una amplia gama de pantallas electrónicas utilizadas en productos electrónicos de consumo como televisión, teléfonos móviles, computadoras y otros dispositivos electrónicos. La demanda mundial del mercado de electrónica de consumo ascendió a 426.100 millones de dólares en 2020. Es probable que los avances en la tecnología y el rápido desarrollo de la industria del juego impulsen la demanda del mercado de electrónica de consumo.

FACTORES RESTRICTIVOS

Las preocupaciones ambientales pueden obstaculizar el crecimiento del mercado

Las crecientes preocupaciones sobre el impacto ambiental de los CNT han llevado a estrictas directrices regulatorias gubernamentales, principalmente para estas empresas fabricantes de nanotubos. Los aglomerados crean riesgos potenciales para los seres humanos y el medio ambiente. Como el producto es de naturaleza fibrosa, su inhalación puede provocar graves problemas de salud en los seres humanos. Es probable que la toxicidad de los nanotubos de carbono afecte la salud humana, incluido un mayor daño renal y riesgo de hipertensión arterial. La exposición de los seres humanos a nanomateriales y nanopartículas está aumentando. Los seres humanos están expuestos a una serie de productos que contienen nanopartículas, como cosméticos, pinturas y barnices, componentes aeroespaciales y automotrices, catalizadores de combustible y textiles avanzados.

Análisis de segmentación del mercado de nanotubos de carbono

Por análisis de producto

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Los 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 simple (SWCNT).

MWCNT dominó el mercado y puede continuar siéndolo durante el período previsto. Tienen forma cilíndrica y los alótropos de carbono huecos tienen una relación de aspecto alta. Se utilizan ampliamente en electrodos transparentes conductores, conductividad eléctrica, películas calefactoras conductoras, pantallas, nanodispositivos, supercondensadores, industrias solares, baterías y otros. MWCNT es altamente conductor cuando se integra adecuadamente en una estructura compuesta. La alta complejidad molecular del grafeno en nanotubos de carbono de paredes múltiples aumenta la resistencia a la tracción y se utiliza ampliamente en aplicaciones de electrónica, energía y polímeros de ingeniería. Además, están enriquecidos con polímeros de ingeniería que disipan la electricidad estática y aumentan la repelencia a la contaminación del aire. También se utiliza en el campo de la ingeniería biomédica y está muy investigado en métodos de biodetección y administración de fármacos para el seguimiento de la salud y el tratamiento de enfermedades.

Por análisis de aplicaciones

Los plásticos y compuestos tendrán la mayor participación en el mercado debido a la creciente preferencia del usuario final por los polímeros de ingeniería

Según la aplicación, el mercado se segmenta en plásticos y compuestos, electricidad y electrónica, energía y otros. Los plásticos y compuestos pueden dominar el mercado durante el período previsto debido a su creciente aplicación de polímeros de ingeniería en las industrias de la automoción y la construcción. Creciente compuestos Es probable que su uso debido a su propiedad liviana impulse la demanda del mercado de polímeros. Los CNT son materiales que tienen propiedades químicas y físicas y, recientemente, muchos investigadores han estado utilizando polímeros plásticos para producir estos nanotubos. Cuando estos nanotubos se incorporan a resinas epoxi para formar nanocompuestos, se obtiene un peso reducido del producto y una mayor resistencia.

El mercado de nanotubos de carbono para aplicaciones eléctricas y electrónicas puede experimentar una tasa de crecimiento significativa durante el período de pronóstico. Ofrece propiedades eléctricas para la construcción de dispositivos electrónicos como diodos y transistores de efecto de campo. Excelentes características optoelectrónicas y buena conductividad pueden promover la demanda del segmento eléctrico y electrónico. La creciente importancia de la generación de energía a través de fuentes alternativas como la energía eólica y solar impulsará la demanda del mercado de turbinas eólicas y células solares. Con un aumento en la demanda de turbinas eólicas y células solares impulsará el crecimiento en este mercado.

PERSPECTIVAS REGIONALES

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Se espera que el tamaño del mercado de nanotubos de carbono de Asia Pacífico, impulsado por China, India, Corea del Sur y Japón, represente la mayor cuota de mercado durante el período de tiempo previsible. La disponibilidad de materia prima y el bajo costo de producción son los factores que respaldan la demanda de nanomateriales de carbono en el mercado chino. Se prevé que la creciente demanda de las industrias automovilística, aeroespacial, electrónica y de la construcción en China, India, Malasia y Japón impulsará la demanda de polímeros y contribuirá al crecimiento de la industria. El aumento del gasto gubernamental en la producción de células solares con una mayor producción de energía solar aumentará el crecimiento de la industria regional.

Se prevé que el mercado norteamericano experimente una tasa de crecimiento significativa durante el período previsto, ya que la mayoría de los fabricantes tienen su sede en esta región. Una 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., fomentará el crecimiento de la industria en esta región. La creciente demanda de fabricación de polímeros para mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas del producto a granel impulsará el crecimiento regional. Además, es probable que las regulaciones impuestas por el gobierno para promover la energía verde contribuyan al crecimiento general del mercado. Asimismo, los CNT no fueron incorporados en las directrices ambientales del gobierno canadiense.

El mercado europeo puede presenciar un crecimiento sustancial durante el período previsto. La mayoría de los países de Europa se están centrando en los efectos peligrosos del CNT sobre el medio ambiente y la salud humana. Como resultado, la Comisión Europea ha impuesto regulaciones estrictas con respecto al uso y la producción de CNT junto con una amplia gama de estudios sobre investigación en nanotecnología, desarrollo de mercados clave e innovaciones.

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Lista de empresas clave en el mercado Nanotubos de carbono

Los fabricantes están uniendo fuerzas con las universidades en forma de colaboración para aumentar la cuota de mercado y mantener su presencia en el negocio.

La cuota de mercado mundial de nanotubos de carbono es concentrada y competitiva por naturaleza con los principales actores del mercado, incluidos Arkema SA, Nanocyl, SHOWA DENKO K.K. y Nonoshell LLC. La mayoría de las empresas están formulando estrategias en forma de asociación, colaboración, empresa conjunta y desarrollo de nuevos productos para mejorar su cartera de productos y ampliar el alcance global de su empresa. La baja viabilidad empresarial debido a los altos costes de fabricación probablemente sea un motivo de preocupación para los participantes industriales. Sin embargo, la inclinación regulatoria hacia la promoción de la nanotecnología será el factor impulsor para los fabricantes.

• Enero de 2019: SABIC adquirió una participación mayoritaria en Black Diamond Structures (“BDS”), una empresa de nanotecnología. Esta adquisición ampliará el negocio de este tipo de nanotubos para aplicaciones de almacenamiento de energía utilizando Li-ion y baterías de plomo-ácido .

LISTA DE EMPRESAS CLAVE PERFILADAS

• Arkema SA (Francia)


• Nanocyl SA (Bélgica)


• Nanoshell LLC (EE. UU.)


• Soluciones de carbono, Inc. (A NOSOTROS.)


• Hyperion Catalysis International (EE. UU.)


• SHOWA DENKO K.K. (Japón)


• Klean Commodities (Canadá)


• Corporación Cabot (EE.UU.)


• OCSiAl (Luxemburgo)


• Nanotecnologías NoPo (India)


• Jiangsu Cnano Technology Co., Ltd. (China)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA

• octubre 2023 : Birla Carbon, fabricante y proveedor mundial de aditivos de negro de humo, adquirió Nanocyl SA, con sede en Bélgica, líder mundial en nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT). La experiencia en I+D, la cartera de productos y la experiencia en el mercado de Birla Carbon permitirán que los productos de Nanocyl alcancen su máximo potencial de crecimiento.


• marzo 2021 - Cabot Corporation lanzó una nueva serie de nanotubos de carbono ENERMAX 6. El producto es un CNT de alto rendimiento con su alta relación de aspecto y ha demostrado ser el producto CNT de paredes múltiples más conductor de la cartera de Cabot.


• Abril 2021 - LG Chem inauguró una planta de fabricación de nanotubos de carbono en Corea. La empresa pretende apuntar activamente al creciente mercado de CNT utilizados como material para cátodos que se encuentran en baterías de vehículos eléctricos.


• junio 2021 - Johnson Matthey, una empresa de tecnología sostenible, en colaboración con CPI, un centro de innovación tecnológica independiente, y Thomas Swan, fabricantes de productos químicos independientes del Reino Unido, para explorar cómo optimizar la tecnología de baterías. El proyecto ICE-Batt recibe apoyo financiero del Faraday Battery Challenge, gestionado por Innovate UK. Es probable que la agencia de innovación del Reino Unido permita investigar cómo los CNT y las nanoplaquetas de grafeno (GNP) innovadores pueden mejorar el rendimiento de la batería.


• Abril 2020 - Cabot Corporation completó la adquisición del fabricante chino de nanotubos Shenzhen Sanshun Nano New Materials por 115 millones de dólares. Esta adquisición combinará tanto el negocio de la empresa de fabricación de nanoestructuras como el de negros de humo para almacenamiento de energía. El negocio se integrará en el segmento Performance Chemicals de Cabot.

COBERTURA DEL INFORME

Una representación infográfica de Carbon Nanotubes (CNT) Market

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